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温度及吹脱沼气中CO2比例对沼液氨吹脱效果的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
氨吹脱是一种对养殖场沼液进行深度处理和氮回收的技术,利用沼气对沼液进行氨吹脱可通过沼气反复循环吹脱实现沼气提纯和沼液氨氮脱除耦合,是氨吹脱的新型研究方向,但目前缺乏相关工艺参数。基于此,该文利用CH_4和CO_2混合气体模拟沼气,研究了吹脱温度(70、80、90℃)和气体中CO_2比例(10%、20%、40%)对沼液氨氮脱除过程参数和氨氮脱除效果的影响。结果表明:在试验条件下,温度较高,CO_2比例较低时沼液氨氮脱除效果较好。在90℃、吹脱气体中CO_2比例为10%时,吹脱6 h后沼液的最终氨氮去除率达到99.28%,出水氨氮质量浓度低于60 mg/L,且在40min内沼液的氨氮去除率达到92.15%,反应动力学常数为1.034h-1,可依靠脱除沼液中的酸性物质使得沼液的pH值上升至9.92。对吹脱后沼液水质分析表明,利用模拟沼气对沼液进行氨吹脱,沼液中的化学需氧量(chemicaloxygen demand,COD)去除率达到23.53%～42.20%,总磷(total phosphorus, TP)去除率达到15.85%～32.97%,浊度去除率为20.79%～29.74%。研究结果为利用富CO_2气体对沼液进行氨吹脱工艺提供参考。 相似文献
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氨吹脱工艺可在氨氮高效去除的同时实现氮素转化，是沼液养分回收的理想方案。在传统吹脱工艺中，碱剂添加，特别是NaOH和加热成本占总成本70%以上，导致运行成本较高。为降低猪粪沼液氨吹脱工艺能耗，该研究探讨使用低成本钙剂CaO替代NaOH调节沼液pH值，采用太阳能加热替代传统加热耦合氨吹脱工艺处理沼液。结果表明：CaO不仅能调节沼液pH值，还具有一定絮凝效果，且以石灰乳形态添加效果更好。当添加浓度为5 g/L时，沼液pH值不低于12.0，沼液浊度、COD、TP去除率分别为88.1%、50.1%、93.8%。不同吹脱组（氨氮去除率高于80%）运行成本结果表明，氨吹脱工艺在高pH值（12.0）驱动而不加热（25 ℃）时沼液处理成本最低，为2.46元/m3，与温度驱动相比，成本降低了52.1%～68.7%。而加热可进一步提升氨氮去除率，将太阳能加热与氨吹脱工艺耦合实现了氨氮去除率的显著提升，沼液经10%石灰乳形态CaO以添加浓度为5 g/L调节后，利用自制的太阳能辅助加热的氨吹脱装置在夏季可获得超过97.5 %的氨氮去除率，即使在冬季氨氮去除率也超过86%。该研究结果可为太阳能耦合氨吹脱低成本氨氮去除工艺实际应用提供可行性依据。 相似文献
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反渗透膜削减沼液氨氮工艺优化 总被引：3，自引：2，他引：1
为确定反渗透膜系统削减沼液氨氮的最佳反应条件,以氨氮去除率为评价指标,采用Plackett-Burman试验从影响氨氮去除率的4因素中筛选出运行压力、pH值和回收率3个显著影响因素,通过最陡爬坡试验逼近最大氨氮去除率区域,在此基础上,利用Box-Behnken响应面法对显著因素进行优化。结果表明:结合试验的可操作性,最优反应条件为:运行压力5.50 MPa,回收率76.00%,pH值7.70,氨氮的实际去除率可达96.13%。对去除率影响主次顺序为运行压力回收率pH值。运行压力和回收率、pH值和回收率,二者的交互作用均极显著,运行压力和pH值的交互作用显著。模型失拟项P=0.54410.05,表明失拟不显著,二次回归模型与实际情况拟合得很好,该研究可为深入了解反渗透膜削减沼液氨氮性能提供理论依据。 相似文献
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提高猪场沼液净化处理效果的氨吹脱控制参数 总被引：7，自引：5，他引：2
针对畜禽养殖场沼气工程沼液氨氮浓度高,碳氮比不足,直接采用传统生化污水处理法效果不佳的问题,该文对氨吹脱工艺降低猪场沼液氨氮浓度参数进行了试验研究,探索了不同初始氨氮浓度、pH值、气液比、温度等参数对氨氮去除的效果,并进一步研究了Ca(OH)2的混凝作用。结果表明:初始氨氮质量浓度分别为500和900mg/L时,氨氮去除率无显著差异。在初始氨氮质量浓度为900mg/L,pH值为10.5,气液比(流量比)2000,沼液温度30℃的运行条件下,氨氮去除率较高为81.84%。在Ca(OH)2投加量为5.0g/L条件下,混凝沉淀效果较好,化学需氧量(COD)、总磷(TP)和PO43-去除率分别为30.13%、97.44%和98.76%,但总硬度提高了106%。该文研究结果为开发沼液深度处理工艺提供了数据。 相似文献
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氨吹脱作为猪场沼液的预处理方法,其处理效果受填料等多种因素的影响。分别采用空心多面球、鲍尔环和流化床填料在pH值10.5,气液比2000,温度30℃的条件下吹脱猪场沼液,结果表明:空心多面球和流化床对沼液氨氮(ammonia nitrogen,NH4+-N)的平均去除率显著高于鲍尔环填料(P0.05),吹脱2 h,氨氮的平均去除率分别为80.7%、59.0%和77.4%。投加NaOH使沼液化学需氧量(chemicaloxygendemand,COD)因压缩双电层和混凝而降低,总固体(totalsolid,TS)和挥发性固体(volatilesolid,VS)因OH-对微生物结构的破坏和大分子物质的水解而增加。吹脱过程使COD部分提高,而TS和VS有所降低。3种填料的性能参数差异导致吹脱后沼液COD平均去除率的变化和VS的平均去除率不同,但不存在显著差异(P0.05),流化床填料对TS的平均去除率显著高于空心多面球(P0.05)。选定空心多面球吹脱20 L沼液2 h,1 L的1 mol/L硫酸吸收液对吹脱尾气中氨气的平均吸收率为35.8%,兼顾吸收效果和经济性。 相似文献
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光催化降解沼液中四环素类抗生素效果及反应动力学研究 总被引：4，自引：2，他引：2
该文采用光催化降解途径探究沼液中四环素类抗生素降解的最佳光源、pH值以及光催化对不同初始质量浓度抗生素的降解效果,同时进行不同初始浓度、pH值条件下抗生素光催化降解动力学研究。结果表明:不同光源对四环素类抗生素的降解效果为:高压汞灯紫外消毒灯长弧氙灯无光。高压汞灯催化2 h后,四环素、土霉素、金霉素的降解率分别达到91.68%、85.58%、81.18%。四环素类抗生素的初始质量浓度越低,光催化效果越好。四环素、土霉素、金霉素初始质量浓度为5 mg/L时,其降解率最高可达94.80%、88.35%和95.39%,沼液初始pH值对四环素、金霉素的降解率影响存在显著性差异(P0.05)。当pH值为6时,四环素的降解率最大为96.16%,反应速率常数为1.5971h-1,半衰期为0.355 3 h;当pH值为10时,金霉素的降解率最大为90.47%,反应速率常数为1.084 4 h-1,半衰期为0.338 3 h。沼液初始pH值对土霉素的降解率影响无显著差异(P0.05)。当pH值为10时,3种抗生素的平均降解率最大为89.88%。采用高压汞灯在沼液初始pH值为10时,催化降解5 mg/L四环素类抗生素效果最佳。 相似文献
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为了有效处理高浓度大豆蛋白废水,在研究初始pH值、表观气速和温度特别是在较高温度（60℃）对泡沫分离大豆蛋白废水效果影响的基础上,建立了可同时提高富集比和回收率的两级泡沫分离工艺。在60℃时,对大豆蛋白质量浓度为4.0 g/L的废水泡沫分离,富集比比常温时提高4倍多。两级泡沫分离工艺中,第一级分离在大豆蛋白质量浓度为4.0 g/L,初始pH值为7.0,表观气速0.133 cm/s,60℃下操作,富集比为7.71,残液作为第二级泡沫分离的进料;第二级分离先在20℃,表观气速0.133 cm/s下进行,待塔顶 相似文献
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荞麦淀粉的真菌淀粉酶酶解动力学研究 总被引：5，自引：0，他引：5
为掌握真菌α-淀粉酶对荞麦淀粉的酶解特性,该文研究了不同底物浓度、酶浓度、pH值及温度对水解反应速率的影响,运用米氏方程对水解动力学过程进行描述和拟合,用Lineweaver-Burk和Wilkinson统计法求解动力学参数。结果表明,真菌α-淀粉酶对荞麦淀粉的水解反应初期遵循一级反应规律,可用米氏方程对水解动力学过程进行描述和拟合,在酶浓度为0.5 U/mL、pH值5.5、温度为55℃时米氏常数Km为5.470 mg/mL,最大反应速率Vm为1.587 mg/(mL·min)。确立的包括底物浓度、酶浓度、水解温度在内的荞麦淀粉酶水解动力学模型,在303.15～333.15 K的温度范围内适用。 相似文献
9.
为解决现有沼液氨氮膜回收技术中氮肥浓度低和副产物价值低的问题,该研究提出采用膜蒸馏结晶技术实现沼液中氨氮的结晶回收。研究中,通过提升近饱和接收液的温度来平衡膜两侧的水蒸气分压,在保证氨氮传质通量的情况下最小化水分传质。操作结束后接收液中铵盐达到超饱和状态,冷却至常温即可回收铵盐晶体。结果表明,当进料侧沼液温度为40℃时,近饱和磷酸二氢铵温度需提高至47℃,而使用硫酸为吸收剂时,近饱和硫酸铵溶液温度需提高至65℃。酸液温度升高对氨通量也有促进作用,氨通量由40℃时的10.70 g/(m2·h)小幅提升至70℃时的14.90 g/(m2·h)。进料侧氨氮质量浓度的提升可显著增加氨氮回收通量。磷酸二氢铵为吸收剂时,试验6 h后晶体中的氨氮回收率为77.60%,采用硫酸为吸收剂时可提高至92.20%。继续延长处理时间,晶体中的氨氮回收率甚至超过100%。显然,采用膜蒸馏结晶技术回收沼液氨氮具一定的可行性,研究结果可为沼液氨氮的高价值回收提供一定参考。 相似文献
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用自行设计的动力学装置研究了酸性条件下H -Ca2 在红壤表面的反应动力学能量特征。结果表明 ,酸性条件下Ca2 吸附分为快反应和慢反应。用一级动力学方程拟合的Ca2 最大吸附量随酸度增加显著下降 ,随温度升高提前达到平衡。用双常数方程描述Ca2 在吸附点位能量分布的不均匀性 ,用扩散速率常数计算的活化能 (Eb )随酸度的增加而增加 ,Ca2 扩散需克服的能障加大 ;ΔH 值为正 ,温度升高可促进Ca2 的扩散 ;ΔS 值均为负 ,说明吸附反应使体系有序度增加。原液pH为 4 .5和 5 .6时 ,流出液的pH急剧下降 ,H 表观释放量用一级动力学和双常数方程拟合为最佳模型 ,其次是Elovich方程、扩散方程和零级方程 ;pH5 .6处理时H 、Al3 扩散进入溶液克服的能障比pH 4 .5处理的小 ,后者质子扩散需热能较大而不易进行 ;H 扩散活化焓变为正 ,其扩散是吸热过程。pH 3.5时流入液比流出液的pH高 ,是由于土壤的缓冲作用、土壤表面质子化和硫酸根专性吸附释放羟基 ;当溶液中H 超过一定数量后 ,向颗粒表面扩散的H 量比向外释放的多 ,反应初期的H 消耗是快反应过程。H 消耗的活化能及热焓比其释放的低 ,更有利于H 的吸附 ,因H 对矿物的溶蚀成为速率控制步骤 ,H 对矿物的溶解可用扩散方程和Elovich方程描述 相似文献
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基于膜蒸馏的沼液资源化处理研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
沼液可占湿法厌氧发酵后发酵剩余物总质量的80%以上,在农田土地承载量和运输成本的双重限制条件下,大型沼气工程的沼液很难通过还田利用的方式进行完全消纳。对沼液实行资源化处理既能减少沼液体积和降低对环境的潜在威胁,还可实现高附加值的资源回收,促进可持续的农业循环经济发展。作为膜分离技术中的重要分支,膜蒸馏在沼液处理过程中具有适应性强、膜污染程度低、避免发泡与快速脱氨等多方面的优势。在沼液处理与农业废弃物资源回收中具有广阔发展前景。为此,该研究从介绍膜蒸馏的基本原理出发,就膜蒸馏处理沼液过程中最核心的氨氮与水分回收部分进行详细的综述,并针对沼液处理过程中的营养物质回收与减量化处理进行了综合分析,最后对膜蒸馏用于沼气工程中的可行性进行简要计算。相比于其他沼液处理技术,膜蒸馏可在低成本与低碳足迹下实现沼液的资源回收与减量化处理,其处理沼液的成本与反渗透过程基本一致。在无外部能源供给的沼气工程中,膜蒸馏更适用于高有机负荷沼液处理,或对反渗透后剩余的高浓度沼液进行处理。 相似文献
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针对养猪沼液废水寡营养、高氨氮的水质特征,该研究采用耐高氨氮、适应贫营养生长的异养硝化-好氧反硝化（Heterotrophic Nitrification-Aerobic Denitrification,以下简称HN-AD）菌挂膜启动三维结构生物转盘+生物接触氧化反应器（3D-RBC+BCO）组合工艺对沼液进行处理。该文研究了3D-RBC+BCO组合工艺在真实沼液条件下的启动过程及污染物去除效果,重点考察了溶解氧（Dissolved Oxygen,DO）浓度和C/N比2个关键因素对组合工艺污染物去除效果的影响。同时,借助高通量测序技术对DO和C/N比优化过程中微生物群落结构的变化规律进行解析。结果表明：在真实沼液条件下,采用HN-AD菌剂挂膜启动方法,仅用12和18 d就分别完成3D-RBC和BCO反应器的挂膜启动,同时组合工艺对COD、NH4+-N和TN的去除率分别稳定在94.8%、95.7%和80.1%,出水优于城镇污水厂排放一级B标准。在对3D-RBC反应器DO和C/N比的优化过程中,增设底曝后COD、NH4+-N和TN等指标的去除率分别降低了25.4%、15.4%和15.5%。高通量测序结果显示,增加底曝后3D-RBC盘片生物膜中微生物菌属的数量小幅下降,但HN-AD优势菌属的种类与丰度显著降低,导致脱氮效率下降;贫营养型Acinetobacter、Pseudomonas菌属是3D-RBC可以对真实沼液高效脱氮的关键,提高C/N比会显著降低其丰度,进而影响脱氮效果。 相似文献
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膜技术在沼气工程沼液减量化处理中的应用 总被引：4，自引：5，他引：4
厌氧发酵产沼气作为主流的能源化技术,在有机废弃物的处理中发挥了重要作用。沼液作为沼气工程的主要副产物,由于其产量大、含水率高,在资源化利用过程中存在储存运输困难、难以及时消纳利用等问题,需要进行减量化处理。利用膜技术浓缩沼液可大幅降低沼液体积,产生大量淡水资源,同时获得含高浓度营养物质的浓缩液,已展现出广阔的应用前景。该研究归纳了厌氧发酵沼液的水质特性,综述了固液分离预处理,微滤(Microfiltration,MF)、超滤(Ultrafiltration,UF)、纳滤(Nanofiltration,NF)、反渗透(ReverseOsmosis,RO)、膜蒸馏(MembraneDistillation,MD)和减压膜蒸馏(Vacuum Membrane Distillation,VMD)等沼液膜浓缩技术,总结了各技术的处理原理及当前国内外研究进展,重点探讨了需解决的关键瓶颈问题,并对膜技术应用于沼气工程沼液减量化处理进行了展望与建议。 相似文献
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沼液处理方式及资源化研究进展 总被引：3，自引：3，他引：0
该文综述了国内外厌氧发酵概况,以及沼液性质和国内外处理工艺的发展情况,并针对沼液成分的分析,从资源化利用的角度,对沼液回用的现实意义和限制条件进行讨论,综合分析了沼液在微藻养殖应用的优势和前景,论述了沼液作为肥料的农业应用价值和可行性。沼液的处理处置和资源化利用不仅仅是对水资源的保护,也可推进资源型和节约型社会建设,实现变废为宝,化害为利,缓解工业发展对生态环境带来的负面影响。结合沼液处理处置和资源化利用方式的特点,形成最合理、也最符合可持续发展的处理利用模式至关重要。 相似文献
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针对沼液中悬浮物含量高、重金属残留等问题,该研究采用陶瓷膜进行预处理,开展膜过滤工艺参数优化和污染物去除效果的试验。首先证明7种不同孔径陶瓷膜中10～50 nm超滤陶瓷膜通量较高,再选择20 nm膜进行后续沼液温度、膜面流速和浓缩倍数等因素对陶瓷膜通量影响的研究。结果显示：20 nm陶瓷膜通量随温度升高呈指数型增长;较适宜的膜面流速为3.0 m/s,对应的膜通量可达175 L/(m2·h);经济性较高的变频器运行频率范围为40～45 Hz;20 nm陶瓷膜的极限浓缩倍数大于10倍,优于100 nm膜。20 nm陶瓷膜可完全去除沼液中浊度,同时较好的保留溶解性有机质和氮磷钾等无机营养,并对沼液中多种重金属具有良好的阻控效果,综合考虑其生产工艺和使用成本,20 nm陶瓷膜有广阔的实际应用前景。 相似文献
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曝气处理广泛用于沼液滴灌前处理中,合理的曝气有利于农作物生长,降低沼液后续滴灌时发生堵塞,但目前缺乏相关工艺参数。基于此,该文从提高沼液农用生物有效性入手,对影响曝气过程的相关参数进行优化研究。结果表明,曝气能够降低沼液中氨氮、总磷含量和生物毒性,且添加好氧污泥情况下下降更明显。以保持沼液中氨基酸含量作为评价指标时,最优曝气参数为:好氧污泥量8000 mg/L、水力停留时间2h、气水比20、p H值8.5;以降低沼液生物毒性为目标的优化曝气参数为:好氧污泥量6000 mg/L、水力停留时间1h、气水比40、p H值6.5。通过玉米水培试验对2种优化方案进行验证,沼液氨基酸浓度的优化方案更利于玉米生长,而玉米在基于降低沼液生物毒性的优化方案中的生长情况较差,甚至劣于未优化方案。 相似文献
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小球藻对不同沼液添加量培养液的适应性及净化效果 总被引：1，自引：6，他引：1
以成分相对简单、未经灭菌的秸秆厌氧发酵后沼液和BG11培养基的混合液为培养液,以FACHB-5号和FACHB-8号小球藻为藻种,利用人工气候培养箱,在微藻培养温度为(26±1)℃,光照强度为4 000 lx,24 h连续光照,通气量为1.5 L/min,沼液添加比例为20%、30%和40%的条件下,系统研究秸秆厌氧发酵后沼液直接用于微藻养殖对微藻系统的影响。结果表明:试验采用的小球藻FACHB-8号藻种和FACHB-5号藻种均能较好地适应化学需氧量COD含量相对较高的秸秆厌氧发酵后沼液,但FACHB-8号藻种与FACHB-5号藻种相比对沼液的适应时间更短,适应能力更强;FACHB-8号藻种和FACHB-5号藻种均能较好的利用和转化沼液中的有机污染物,各试验组的COD去除率均大于90%,总氮去除率均大于96%,总磷去除率均大于92%。该研究可为沼液直接用于微藻养殖提供参考。 相似文献
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稻田消解沼液工程措施的水环境风险分析 总被引：8，自引：2，他引：6
为研究稻田消解沼液的能力及消解沼液过程中潜在的水体环境污染风险,该文通过田间定位试验,采取工程措施,监测并分析了稻田主要生育期消解沼液过程中田面水及不同深度下渗水总氮、铵态氮和硝态氮质量浓度变化情况。结果表明:1)稻田消解沼液的关键时期是施灌后的前3 d,总氮降解幅度达46.67%~78.36%,铵态氮降解幅度达47.52%~85.27%,且穗肥期消解速率大于基蘖期。施灌后3 d内若产生径流造成周边水体富营养化的环境风险较大,可采取封闭大田排水口或增加小区田埂高度5~10 cm等田间工程措施,控制地表径流产生量和产生时间,确保安全消解,实现农业面源污染源头减量减排。2)沼液消解量在200%BS处理(沼液氮量为常规施肥氮量的2倍,即沼液量705.88 t/hm2)以上,基蘖期和穂肥期对周边水体潜在的污染风险均高于常规施肥处理,100%BS处理(沼液氮量为常规施肥氮量的1倍,即沼液量352.94 t/hm2)与常规施肥处理相比潜在的环境污染风险稍低。因此,稻田工程措施消解沼液应采取少量多次的消解方式。3)稻田工程措施消解沼液对下渗水的污染风险主要集中在基蘖期,以铵态氮污染风险为主,硝态氮污染风险较小,污染程度因下渗水深度不同而有所差异。研究表明基蘖期稻田每次沼液消解量应控制在211.76 t/hm2以内,穗肥期稻田消解沼液能力较强,污染风险较小,单次消解量低于423.53 t/hm2在该试验的一个稻米生长周期内可视为安全的。该研究结果可为稻田沼液安全消解技术及农业面源污染源头减量减排技术提供理论支撑。 相似文献