臭氧处理剩余污泥上清液中氮磷元素的释放与回收

采用SBR反应器处理污水,对剩余污泥的氮磷元素释放与回收进行了分析。稳定运行中COD去除率均为88.7%,出水达到城镇污水二级排放标准;出水氨氮、正磷酸盐浓度分别为9.8,2.7 mg/L;臭氧对剩余污泥氮、磷元素的吹脱作用均小于其氧化作用,吹脱作用对氨氮、磷元素释放率的贡献值分别6.50%和3.40%。经臭氧氧化后,氨氮浓度由9.56 mg/L迅速增加至23.58 mg/L,释放率为146.75%;磷的浓度在2.93~3.30 mg/L变化,释放率为12.79%,臭氧氧化过程氨氮的释放作用明显高于磷,磷的总体浓度变化平稳,释放率呈现波动趋势;用磷酸铵镁法对臭氧处理上清液中氮磷进行回收,氨氮回收率达6.18%,磷回收率为97.8%,达到了对磷高效回收的目的。     

滇池水体沉积物磷素特征及其对藻类的影响

为揭示在外源磷得到控制的情况下,滇池沉积物磷在适宜条件下释放特征及其对藻类的影响,采用室外模拟方法,研究滇池沉积物与上覆水中的磷素特征,探索沉积物磷释放对藻类的影响。结果表明：上覆水下层水中各形态磷（总磷、可溶性磷、正磷酸盐）含量高于上层水;沉积物中磷素形态以钙结合态磷和有机磷为主,向水体释放贡献最大的是铁铝结合态磷和有机磷;水中正磷酸盐与水中叶绿素a含量呈正相关关系,正磷酸盐含量升高显著加剧水体富营养化;沉积物中可交换态磷含量与水体叶绿素a呈极显著正相关,沉积物磷释放是藻类生长的最主要内源负荷。研究表明,控制水体中的正磷酸盐和沉积物中铁铝结合态磷的浓度以及限制有机磷的转化和矿化是控制藻类的有效措施。     

鸟粪石沉淀法回收猪场沼液氮磷工艺参数优化模拟研究

针对规模化养殖场沼液难以农田消纳的问题,探索化学方法回收沼液中氮磷的工艺条件和优化参数。本研究选择猪场沼液为研究对象,采用鸟粪石沉淀法,进行单因素影响试验,选取p H、镁氮比、磷氮比为自变量,以氮磷回收率为响应值,通过BoxBehnken响应面试验设计对工艺参数进行优化。结果显示:猪场沼液氮磷回收的最佳工艺为:p H 10,镁氮比为1.1,磷氮比为0.6,氨氮回收率为65.21%,磷酸盐回收率为89.47%,实际值氨氮回收率为65.01%,磷酸盐回收率为90.81%,差值分别为0.20%、1.34%,回归模型拟合较好。     

巨大芽孢杆菌对池塘微碱性水体中磷的形态和含量的影响

采用连续提取-比色法对江苏苏北池塘微碱性水体中磷的形态和含量进行了研究,结果表明:池塘微碱性水体中总磷的含量介于0.088～0.102 mg·L-1之间,总体含量不低;水中可溶性止磷酸盐的含量在0.004～0.007 mg·L-1之间,仅占总磷的4.2%～7.7%,其余的磷则以吸附态的无机磷 (水溶性吸附态磷、铁结合磷和钙结合磷)和有机磷 (酸提取有机磷和碱提取有机磷)的形式存在于水体的悬浮物中.最具生物可利用性的正磷酸盐含量的偏低是此类水体中浮游植物不易生长的主要原因.应用巨大芽孢杆菌的培养物于池塘微碱性水体后,可降低水体悬浮颗粒中除水溶性吸附态磷外的无机及有机磷含量的10.83%～24.92%,水体中可溶性正磷酸盐的含量可提高140%～260%.巨大芽孢杆菌的适宜用量为1 mL·m-3'适宜作用时间为3 d.研究表明,巨大芽孢杆菌具有一定的解磷功能,可促进水体的磷素循环.     

锆改性沸石活性覆盖控制重污染河道底泥氮磷释放研究

通过实验考察了锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附去除作用,并考察了锆改性沸石活性覆盖控制底泥溶解性磷酸盐和铵释放的效率。锆改性沸石对水中磷酸盐的吸附能力随pH值的增加而降低：当pH值由4增加到5时,锆改性沸石对水中铵的吸附能力增加;当pH值 5~8时,对铵的吸附能力较高;当pH值由8增加到10时,对铵的吸附能力下降。锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附动力学满足准二级动力学模型,并且对磷酸盐和铵的吸附速率比较快。Langmuir和Freundlich等温吸附模型可以用于描述锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的吸附平衡数据,根据Langmuir模型计算得到的锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的最大吸附量分别为7.75 mg·g-1和9.59 mg·g-1（pH 7和25 °C）。锆改性沸石对水中磷酸盐和铵的去除率随锆改性沸石投加量的增加而增加,其吸附水中磷酸盐的主要机制是配位体交换,吸附水中铵的主要机制是阳离子交换。被锆改性沸石所吸附的磷酸盐大部分（82.5%）以较为稳定形态磷（NaOH-P）存在,低溶解氧条件下不容易重新被释放出来。吸附磷酸盐后锆改性沸石中水溶性磷（WSP）、易解吸磷（RDP）和NaHCO3可提取态磷（Olsen-P）含量非常低,藻类可利用磷（AAP）含量仅占总磷含量的29%左右。低溶解氧条件下,重污染河道底泥会释放出大量的溶解性磷酸盐和铵,锆改性沸石活性覆盖则不仅可以使上覆水中的溶解性磷酸盐浓度控制到很低的水平,而且可以明显降低铵由底泥向上覆水迁移的速率。上述实验结果表明,锆改性沸石适合作为一种活性覆盖材料用于控制底泥溶解性磷酸盐和铵的释放。     

外源硫酸盐对湖泊水不同形态磷含量的影响

采用室内模拟试验,选取孝感市春晖湖与槐荫湖的表层沉积物和相应上覆水,研究加入外源硫酸盐对上覆水磷含量和形态变化的影响。结果表明,外源硫酸盐可以促进上覆水中总磷(TP)、溶解态无机磷(SIP)、总溶解性磷(TSP)含量和pH增加,随着培养时间的延长上覆水中总磷(TP)、溶解态无机磷(SIP)、总溶解性磷(TSP)的含量均有先升后降的趋势,TP、TSP含量分别在第14、20天达到最大值,然后逐渐下降。两湖泊的上覆水中溶解性磷(TSP)占较大比例,且以溶解态有机磷(SOP)为主要存在形式,颗粒磷(PP)含量较低。pH的增大可以促进沉积物中磷的释放,主要通过增强厌氧菌的活性加速含磷有机物的分解来提高总溶解性磷含量。     

沼液地下滴灌及灌后曝气对番茄产量和品质的影响

在蔬菜大棚栽培条件下,研究了沼液地下滴灌及灌后曝气技术对番茄产量和品质的影响。结果表明:在同一沼液浓度下,增大灌后曝气系数,可促进番茄生长,提高产量,改善品质;在同一灌后曝气系数下,表现为增加沼液浓度,提高番茄功能叶的SPAD值和株高,促进番茄生长。而沼液浓度达到80%后,番茄产量和品质略有下降,说明增大沼液浓度,促进番茄植株生长,但沼液浓度过高番茄的产量和品质却下降。沼液浓度为50%和曝气系数为1.0时,产量最高,达到6329 kg/亩,比对照增产幅度达31%。     

沼液曝气地下滴灌对大棚芹菜产量和品质的影响

利用沼液曝气地下滴灌对大棚芹菜进行试验。结果表明,沼液曝气地下滴灌技术明显提高了芹菜产量和品质,沼液浓度为80%和曝气系数为1.0时,产量最高,为6 410kg/667m2,比对照增幅达35.67%;随着沼液浓度的增大,芹菜产量、还原糖含量、Vc含量逐渐增加,硝酸盐含量也呈增加趋势;同一沼液浓度下,随着曝气系数的增大,芹菜产量、还原糖含量、Vc含量增加,而硝酸盐含量呈逐渐降低趋势。     

结晶法回收城市污水污泥中磷的反应条件优化研究

磷是不可再生的战略资源,城市污水厂进水中绝大部分的磷经生物处理后以溶解性磷酸盐形式进入污泥中,因此污泥是非常有前景的磷资源。安全有效的磷回收方法是通过结晶沉淀法回收这些溶解态的磷。本研究采用CaO_2与污水污泥中的磷生成羟基磷酸钙(HAP)沉淀回收磷,采用三因素三水平的响应曲面法取得了生成HAP结晶回收磷的最佳条件,即初始pH值为8.12、Ca/P摩尔比为2.68、反应时间为64.31 min时磷的最佳回收率为96%。将以上优化结果进行试验验证,试验结果与优化预测的最佳除磷率相差约千分之一,表明优化反应条件可信,对实际生产具有重要指导意义。     

猪场沼液对不同pH土壤中重金属有效性的影响

沼液对重金属有效性的影响因土壤pH的不同而存有差异。本文分别选取pH为3.62、7.23和7.85的酸、中、碱性三种土壤,施加大型猪场厌氧发酵后的沼液,研究不同用量下三种不同pH土壤中Pb、Cu和Zn有效性的变化。结果表明,沼液低用量下(1 350 m~3/hm~2),三种土壤中Pb和Zn可交换态含量分别下降50.3%～78.9%和55.1%～76.0%(P 0.05),酸性和碱性土壤中Cu可交换态含量显著降低,降幅分别为87.7%和80.8%。Pb和Cu可交换态含量的下降对应二者可氧化态和残渣态含量的增加,但Zn可交换态含量下降对应其可还原态和残渣态含量的增加。相比较而言,沼液高用量下(2 700 m~3/hm~2),三种土壤中Pb和Cu可交换态含量均显著增加,增幅分别为31.0%～122.2%和84.6%～101.7%。Zn的可交换态含量在酸性土壤中增加14.3%,在碱性土壤中增加46.1%。因此,沼液施用对土壤Pb、Cu和Zn有效性的影响主要取决于其用量。低量沼液施用有助于降低重金属的有效性,但高量施用会增加重金属污染风险。土壤酸碱度差异产生的影响因重金属类型不同而存在较大变化。     

沼液用量对设施土壤养分和盐分累积与迁移的影响

为研究规模养猪场沼液替代化肥施用对土壤养分和盐分含量的影响,以安康市某农业园区设施菜田为研究对象,以当地常规施用化肥量为对照处理,在常规化肥量减半的条件下,设计3个不同沼液用量处理,在大棚菜田中连续进行3 a定点田间试验,在大棚蔬菜收获后以20 cm为采样单位,分层采集各处理土壤剖面土壤样品,测定土壤样品中的碱解氮、有效磷、速效钾、有机质、全铜、全锌含量及电导率。结果表明,随着沼液施用年限的增加,土壤剖面中碱解氮、有效磷、速效钾、有机质、全铜、全锌含量和电导率均相应增加,且氮、磷、钾及盐分随着沼液用量的增加向深层土壤迁移量相应增加的趋势,当沼液年用量为1 600 m~3/hm~2时,养分和盐分累积与迁移量明显超过常规化肥处理,说明大量施用沼肥在提高土壤养分含量的同时,土壤养分和盐分的累积及向土壤深层迁移会给土壤环境带来较大的污染风险。建议在当地土壤条件下,在严格化肥用量的前提下,设施农业年沼肥施用量不超过800 m~3/hm~2为宜。     

基于马铃薯需磷量确定沼液适宜施用量的试验研究

田间小区试验探讨了在保持氮、钾平衡情况下,不同供磷水平的沼液施用量对马铃薯产量、品质、经济效益以及土壤养分含量的影响,并以此来分析基于需磷量来确定沼液用量在作物种植上的可行性.结果表明,当沼液供磷水平为90、135、180 kg·hm-2时,马铃薯产量分别比化肥组增产10.98%、16.54%和18.37%,产投比分别比化肥组高0.9、1.0、1.3,但两者产量无显著差异.虽然与施用化肥相比马铃薯粗蛋白、可溶性总糖、淀粉含量没有明显差异,但是沼液的施用能显著提高马铃薯还原糖含量.同时,磷当季利用率以中供磷水平组(90 kg·hm-2)最高(12.50%),化肥组最低(6.80%).化肥的施用能显著提高种植后土壤碱解氮、速效钾含量,而中高供磷水平(90、135、180 kg·hm-2)沼液的施用则使土壤有机质、碱解氮、速效钾含量都得到了显著的提高,其中供磷水平为180kg·hm-2的处理还能显著增加种植后土壤速效磷含量.综上所述,基于马铃薯需磷量来确定沼液用量可行,在磷匮乏和磷充足的土壤,沼液供磷水平分别以180、90 kg·hm-2为宜.     

玉米杆好氧发酵后沼液营养成分的变化

以玉米杆废弃物为研究对象,利用好氧发酵堆肥方式,对其处理前后沼液营养成分进行分析。结果表明,与空白对照相比,处理后发酵沼液营养成分丰富,其中腐植酸增幅达123.7%,五氧化二磷降幅达63.3%;处理后腐殖酸含量显著增加,同时好氧发酵过程消耗大量的磷。     

狐尾藻净化生猪养殖场沼液的研究

通过水培试验,研究狐尾藻对生猪养殖场沼液的净化能力,在此基础上分析20、40、60 d 3个不同水力停留时间对狐尾藻生物量、植株养分、水体CODCr、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、溶解氧及pH变化的影响。结果表明:20%~30%沼液可以提高狐尾藻生物量和其体内氮磷钾含量,处理组相比空白组,生物量可以提高1.6~4.9倍、氮磷钾分别可以提高1.5~2.0、1.57~1.90、1.35~1.88倍;狐尾藻对沼液有一定净化能力,当水力停留时间为40 d时,狐尾藻对沼液的处理效果最好,沼液CODCr、氨氮及总磷去除率分别为65.99%、59.54%及90.06%。鉴于此,狐尾藻可作为猪场沼液净化的理想水生植物,具有良好的应用前景。     

BiFeO3/H2O2类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素

沼气工程会产生大量的沼液，其养分浓度低、体积巨大，且含有抗生素等污染物，是沼液无害化处理和资源化利用中需要解决的难题。本研究利用BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素，通过设置单因素条件考察了沼液初始pH值、H₂O₂浓度、催化剂BiFeO₃的添加量对沼液中抗生素去除的影响。结果表明：磺胺类抗生素去除的最佳反应条件为初始pH=5、H₂O₂浓度为0.8 mol·L^-1、催化剂添加量为0.8 g·L^-1，在此条件下，磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶去除率分别为97.93%、89.67%、86.42%，平均去除率为91.34%；沼液中总氮、总磷、总钾的保留率分别为94.7%、96.2%、95.1%。BiFeO₃经过4次重复使用，其类芬顿体系对沼液中3种磺胺类抗生素的平均去除率基本不变，说明其稳定性好、可重复利用。研究表明，BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中抗生素具有良好的效果，为沼液无害化处理提供了一种可能方案。     

膜分离技术在大型养殖场沼液处理中的应用与展望

大型养殖场沼液具有产生量大且集中、养分含量低、可能含有抗生素残留等特点,若处理不当易对环境造成污染。膜分离技术可对污染物进行高效分离去除且操作简单,因此受到了广泛关注。本文总结分析了应用于大型养殖场沼液的膜分离技术工艺,通过比较分析不同膜分离工艺对养殖场沼液中碳、氮、磷和抗生素等污染物的去除效果,对膜分离技术在养殖场粪污处理方面的未来发展趋势和重点进行了展望,为膜分离技术在养殖粪污处理利用领域的广范应用提供科技支撑。     

沼液施用对青椒生长和土壤性质的影响

为探讨张家港地区适合青椒种植的沼液施用水平和方式，分别设置浇施或喷施54（T1）、84（T2）、114（T3）、144（T4）、204 m³·hm^-2（T5） 5个沼液施用量，分析青椒产量和品质、土壤pH、有机质和氮磷钾含量等以确定最佳的沼液施用方式和施用量。结果表明，沼液的适量施用可以有效提高青椒的产量和品质，且浇施效果明显好于喷施。浇施114 m³·hm^-2可以充分发挥沼液肥效，相比未施沼液的CK1，青椒产量增加97.74%，Vc和蛋白质含量分别增加32.77%和83.82%，且硝酸盐含量符合我国蔬菜硝酸盐污染程度一级标准。施用沼液显著提高0—20 cm土层的有机质、全氮、有效磷和速效钾含量，但有可能加深土壤盐碱化程度。综上所述，沼肥可以代替传统化肥用于青椒的种植生产，采用114 m³·hm^-2的施肥量对青椒种植地进行浇施最利于青椒的生长。研究结果为促进当地沼液利用，解决沼液排放带来的环境污染问题提供科学依据。     

基于水培技术的沼液净化及生菜品质提升

以沼液处理后用作农田灌溉用水及低成本生产高品质生菜为目标,采用水培生菜对沼液进行深度净化处理,并以水培前后沼液主要水质参数及生菜品质特性为指标,研究了水培生菜对沼液的净化性能和沼液水培对生菜品质的提升效果,并筛选出了合适的沼液稀释倍数。研究中,先对沼液进行脱氨预处理,然后进行5~30倍稀释后用于水培生菜,并与化学营养液水培效果进行对比。结果表明,采用脱氨沼液水培生菜处理35 d后,氨氮、COD和总磷含量分别下降98.25%~99.34%、83.68%~96.04%和65.94%~80.00%,脱氨沼液的水质指标优于农田灌溉用水标准,且稀释5~15倍的脱氨沼液水培后可在沼液净化效果和节约用水等方面获得综合最优。另外,脱氨沼液可替代营养液用于水培生菜,且生菜的品质更佳,尤其是5~10倍稀释处理。此时,与营养液水培相比,其生菜相对生长量提高60%以上,叶幅变宽4~5 cm,叶片数平均增加2片;类胡萝卜素含量最高提高20.40%,硝态氮含量仅为化学营养液组的2.11%~4.02%,差异显著;还原糖含量提高约7.79%~10.39%,而维生素C含量仅低3.60%~15.40%,差异并不明显。研究表明,沼液脱氨并适当稀释后可以代替化学营养液用于水培生菜,且水培处理后的沼液可以用于灌溉农田。