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畜禽養殖廢水吹脫處理技術

文章出處:未知發表時間:2023-11-29 13:22:57


養殖廢水量大且因含有大量的有機物和氮化合物等污染物使其較難處置,若處理不當很容易造成地表水甚至地下水的污染。養殖廢水一直是養殖場面臨的棘手問題。養殖廢水處置過程一般包括物理、化學以及生物方法。但由于高濃度的氨氮抑制了微生物的活性,所以這些方法大都存在高耗低效不穩定的弊端。利用混凝/絮凝等化學方法處理廢水會產生大量的污泥,其中可能含有重金屬等污染物,加之包括我國在內的很多國家對養殖廢水處理要求比較嚴格,所以廢水在用作有機肥前需要進一步處理。

限于技術與成本等原因,大多數畜禽養殖廢水處理方法對于小型養殖場是不現實的,所以對畜禽廢水進行集中處理(好氧/厭氧/人工濕地)的相關研究受到極大關注。研究表明,這些處理工藝可以通過調節廢水的物化特性后進行處理以減少其污染物負荷。然而這些方法仍存在一些弊端,如人工濕地中的各種水質參數難以調整,導致其處理過程周期較長(幾周甚至幾個月)

吹脫法(或曝氣-吹脫法)是畜禽廢水中氮回收的常用方法。通過向廢水加入堿(NaOHCa(OH)2CaO)提高其pH,然后經過曝氣吹脫后分離出來的含氨空氣通過含酸的吸附裝置轉化為硫酸銨,未被吸附的含氨空氣冷凝形成氨水。當作為預處理時,吹脫會降低畜禽廢水后續處理時的氨抑制作用,降低厭氧消化后的出水中氨氮含量;作為后續處理手段時,吹脫法可有效減少沼液中氨氮含量和有機污染負荷,使出水可以用作大田灌溉,從而得到更好的利用。

雖然吹脫是一種有效的廢水除氨方法,但該工藝存在如氨提塔結垢、污泥產量大等缺點,此外,若溢出的氨氣未被完全吸收則會散逸至大氣,對環境造成損害。汽提塔的結垢通常是由于在填料表面形成的鹽類(如碳酸鈣)。此外,吹脫工藝的高成本可能會限制其規模化應用。

吹脫前需要用化學藥劑調節廢水pH提高到9.5以上以便廢水中的銨根離子形成分子氨,而吹脫后產生的污泥則需要用酸調低pH以便后續處理,這些藥劑的大量使用會增加廢水處理總成本。因此,開展廢水pH與氨回收效率的相關研究有助于降低吹脫工藝的成本并提高吹脫效率。研究表明,不同類型的堿對廢水中氨的去除率影響不顯著,而加熱和曝氣率的改變可以彌補pH調整不到位的情況,從而降低了廢水處理成本。廢水中的氨氮濃度是影響吹脫效率的另一個重要因素。為了保證較高的濃度擴散梯度,曝氣量需要隨著廢水氨氮濃度的升高而增加。另外,由于副產品產量質量等因素的影響,對氨氮濃度小于2g/L的廢水進行吹脫是不劃算的。除工藝成本外,若是存在氣密性不嚴等問題,吹脫出的氨氣很容易排放到大氣中。因此,吹脫后的氨應盡可能吸附于填料塔中以便使其以鹽的形式存在,從而阻止氨直接釋放到環境中。

對畜禽廢水及其沼液進行曝氣吹脫處理可將其轉化為包括硫酸銨等在內的附加產物。吹脫與其他技術常見的組合系統包括鳥糞石沉淀以及吹脫作為厭氧消化的預處理或后處理,吹脫與微生物(如微藻)的生產結合則比較少見。采用鳥糞石化學沉淀聯合吹脫工藝制備硫酸銨對廢水中磷和氨的回收是目前最普遍最經濟的畜禽廢水處理方法。廢水厭氧消化時,若采用吹脫作為預處理,可以通過減少廢水氨化合物含量提高甲烷產率;若采用吹脫作為后處理,則可以通過降低沼液氨氮含量使其更適合用作肥料,然而該方面的應用需要未來更多的研究支撐。


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