沼液一體化綜合處理與循環(huán)利用工藝探析

孫永旺琚會艷李 琳張 靜

（1濟(jì)源市環(huán)境監(jiān)測站 河南濟(jì)源 459000 2河南省科龍環(huán)境工程有限公司 河南濟(jì)源 459000）

引言

在對廢棄物進(jìn)行處理時，沼氣工程作為一項技術(shù)在應(yīng)用中能夠取得良好的效果，且對廢物的循環(huán)再利用率較高，并將其轉(zhuǎn)化為清潔能源，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。這些年我國為加強(qiáng)對環(huán)境的保護(hù)，加大對沼氣工程的扶持力度，并實現(xiàn)沼液一體化綜合處理與循環(huán)利用，且在實踐中能夠發(fā)揮重要作用。對沼液一體化綜合處理與循環(huán)利用工藝進(jìn)行探析，對實現(xiàn)我國的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本次研究中的供試沼液與玉米秸稈取自某市的沼氣工程，而供試沼液其實就是豬糞發(fā)酵沼液。對玉米秸稈進(jìn)行粉碎，長度分為20mm與50mm兩種類型，火山巖的粒徑為0.5mm-3mm，石英砂為40目。供應(yīng)沼液基本指標(biāo)如下所示：濁度 Turbidity為4646±66.5，電導(dǎo)率 EC/mS·cm-1為 12.55±0.74，pH 值 pH value為 7.42±0.36等。

1.2 試驗設(shè)計

本次實驗是建立在前期的研究基礎(chǔ)之上的，在實驗中對沼液過濾采取3種濾料的形式進(jìn)行[1]。蠕動泵將沼液送入柱子，并在柱內(nèi)進(jìn)行過濾，柱子的有效高度為1m，直徑為10cm，在柱子內(nèi)一次放入玉米秸稈、火山巖、石英砂。放置好濾料后，在柱內(nèi)放入水，并開始三級過濾。在過濾中，膜濃縮過程沼液通過不同的濾器，并能夠有效截留分子。經(jīng)過過濾的秸稈，并進(jìn)行簡單的晾曬，再對其進(jìn)行堆肥模擬研究。堆肥的裝置體積為15L，保持在自然通風(fēng)狀態(tài)下，且對堆肥過程以每天記錄為宜，翻堆頻率為每周一次，并對每次翻堆進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)采集。

1.3 測試指標(biāo)與方法

在本次實驗中測定的各項指標(biāo)有電導(dǎo)率、總磷等各類元素，所采取的方法是電導(dǎo)率等進(jìn)行儀器測定，總氮采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法，總鉀采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法等。

2 結(jié)果與討論

2.1 三級過濾對沼液性狀的影響

2.1.1 過濾過程中操作條件的變化

當(dāng)沼液流入過濾系統(tǒng)后，對沼液中的顆粒記行攔截，并將秸稈其運(yùn)送到一級濾柱，此時出水口與進(jìn)水口的壓力差為0.14 MPa；二級濾柱中的材料為火山巖，壓力差為0.04 MPa，在三級濾柱中沒有壓力差。對三級過濾裝置進(jìn)行水流的變化實驗，在時間推移中，水流量發(fā)生變化，這是由于攔截的濾料將孔道堵塞，導(dǎo)致水流量下降。

2.1.2 三級過濾對沼液性狀的影響

通過本次實驗發(fā)現(xiàn)，結(jié)果過了的沼液SS與COD都有明顯的下降，在對其處理4小時候，SS出水效果較為穩(wěn)定，且沼液中的有機(jī)質(zhì)含量較高，造成COD也出現(xiàn)下降。在顆粒物的積累中，濾料的孔隙降低，加之有機(jī)質(zhì)的吸附作用，造成COD不斷下降。

對沼液進(jìn)行過濾后，液體的理化指標(biāo)為為電導(dǎo)率EC/mS·cm-1，7.84±0.28；氨基酸 Amino acid/mg·L，946.9±90.3；COD/mg·L-1，1121.4±78.2；SS/mg·L-1；142.3±21.6 等。通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn) SS 的去除率極高，在95%之上，而COD也達(dá)到80%。且過濾后的混合液鉀含量等均有下降。

2.2 過濾后秸稈模擬堆肥效果

2.2.1 過濾前后秸稈性狀變化

通過過濾，秸稈的各項指標(biāo)發(fā)生明顯變化，且堵塞能力得到明顯下降。經(jīng)過過濾后的秸稈，由于吸收大量的水分，含水量增加。經(jīng)過碳元素的作用二發(fā)酵，在此過程中對氮素利用率較低，所以秸稈中氮元素的含量較高。通過秸稈的吸附作用，能夠很好地完成堆肥工作，且含水率在70%之上。

2.2.2 堆肥過程腐熟度變化情況

秸稈經(jīng)過過濾時在溫度變化中也有明顯的腐熟度變化，當(dāng)溫度在20度左右時，堆肥時間到第三天，溫度達(dá)到50度。當(dāng)以50度為起點(diǎn)，經(jīng)過十天時間，對各種原體具有良好的殺滅效果，且安全性能較高。在堆肥進(jìn)行過程中，含水量也在不斷下降，且在此過程中只是自然通風(fēng)，但含水量下降不夠明顯。實驗中發(fā)現(xiàn)pH值先升高再下降，EC呈上升趨勢。經(jīng)過過濾的秸稈，腐熟度高達(dá)80%，且性能較為穩(wěn)定。

結(jié)語

通過實驗表明，秸稈等濾料能夠?qū)腋∥锏扔辛己玫淖钄r效果，且通過發(fā)酵，對各種病原體的殺滅效果極好，這些年我國大力推行綠色發(fā)展之路，對提高我國對廢物的循環(huán)利用，降低對環(huán)境的污染等具有重要意義。同時，沼液一體化綜合處理與循環(huán)利用工藝進(jìn)行探析，有助于實現(xiàn)我國相關(guān)企業(yè)的創(chuàng)新之路，實現(xiàn)我國的可持續(xù)發(fā)展。