畜产养殖废水与玉米秸秆联合厌氧发酵的实验研究

【摘要】随着中国人口的增长和人民生活水平的提高，我国农业迅猛发展，农业秸秆的种类和数量均发生了量的飞跃。而随着现代养殖场向着养殖集约化，发展规模化的快速发展，各类养殖场所产生的废水也大幅增加。若处理不当，农业废弃物和畜产废水等对大气环境，地表水体和地下水体，土壤环境均会造成严重的污染。农业污染已经成为我国各类污染中不容忽视的一个重要部分，但农业废弃秸秆纤维素含量高，畜产养殖废水往往氨氮含量高、悬浮性固体含量高，两者单独处理均有较大难度。因此，将含碳素量高的农业废弃秸秆和含氮量高的畜产养殖废水适当配比进行联合发酵，对于废弃物的有效利用，保护水环境具有重要的理论意义和实用价值。文中首先选用天然沸石利用批试验对高氨氮溶液进行了吸附研究。并设计了7因素3水平的正交试验探究了氨氮浓度、天然沸石粒径、天然沸石投加量、温度、pH、有机物浓度和转速等7个因素对于天然沸石吸附氨氮的影响，并确定了最佳的吸附条件。之后对玉米秸秆分别进行了电化学预处理和物理粉碎预处理，并添加到装有养猪场废水和天然沸石，以及厌氧污泥的反应器中进行混合厌氧发酵研究。探究了不同预处理条件、不同粒径和不同浓度条件下的玉米秸秆同养猪场废水混合厌氧发酵的产气量、挥发性脂肪酸(VFA)、化学需氧量(COD)、氧化还原电位(ORP)、pH和三氮(氨氮、硝态氮和亚硝态氮)等指标的变化趋势，为农业废弃物的厌氧发酵技术提供理论依据。主要研究结果如下：（1）天然沸石对氨氮的吸附研究。由正交试验可知，7种因素对于氨氮吸附的影响大小依次是：氨氮浓度>沸石粒径>温度>pH>沸石投加量>转速>葡萄糖浓度。沸石吸附氨氮的最佳吸附条件：pH为7,温度为55℃,沸石粒径为1~2.5mm,沸石投加量为35g,氨氮浓度为3000mg/L,葡萄糖浓度为10g/L,转速为150r/min。（2）玉米秸秆和养猪场废水联合厌氧发酵研究。①在含碳量相同的条件下，电解液组的处理效果比较明显。而加入足量的外加碳源可以提高养猪场废水中COD的去除率。②各实验组中，玉米秸秆粒径为18~40目的第4组产气量最大，累计达到了620mL，最高日产气量达到了67mL，同时，产气时间最长，从第4天开始，一直持续到第30天。③天然沸石的存在有利于对溶液中氨氮的吸附处理，天然沸石悬浮于溶液中有助于增加沸石与溶液的接触面积。而溶液中加入玉米秸秆也对溶液中氨氮的去除具有一定的作用。
【作者】连子尧；
【导师】胡伟武；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），环境科学与工程，2014，硕士
【关键词】天然沸石；氨氮；玉米秸秆；养猪场废水；厌氧发酵；

【参考文献】
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