沼液一体化综合处理与循环利用工艺探析

2019-01-20孙永旺琚会艳李琳张

资源节约与环保 2019年6期

孙永旺琚会艳李琳张静

（1济源市环境监测站河南济源 459000 2河南省科龙环境工程有限公司河南济源 459000）

引言

在对废弃物进行处理时，沼气工程作为一项技术在应用中能够取得良好的效果，且对废物的循环再利用率较高，并将其转化为清洁能源，实现良好的经济效益与环境效益。这些年我国为加强对环境的保护，加大对沼气工程的扶持力度，并实现沼液一体化综合处理与循环利用，且在实践中能够发挥重要作用。对沼液一体化综合处理与循环利用工艺进行探析，对实现我国的可持续发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本次研究中的供试沼液与玉米秸秆取自某市的沼气工程，而供试沼液其实就是猪粪发酵沼液。对玉米秸秆进行粉碎，长度分为20mm与50mm两种类型，火山岩的粒径为0.5mm-3mm，石英砂为40目。供应沼液基本指标如下所示：浊度 Turbidity为4646±66.5，电导率 EC/mS·cm-1为 12.55±0.74，pH 值 pH value为 7.42±0.36等。

1.2 试验设计

本次实验是建立在前期的研究基础之上的，在实验中对沼液过滤采取3种滤料的形式进行[1]。蠕动泵将沼液送入柱子，并在柱内进行过滤，柱子的有效高度为1m，直径为10cm，在柱子内一次放入玉米秸秆、火山岩、石英砂。放置好滤料后，在柱内放入水，并开始三级过滤。在过滤中，膜浓缩过程沼液通过不同的滤器，并能够有效截留分子。经过过滤的秸秆，并进行简单的晾晒，再对其进行堆肥模拟研究。堆肥的装置体积为15L，保持在自然通风状态下，且对堆肥过程以每天记录为宜，翻堆频率为每周一次，并对每次翻堆进行相关数据采集。

1.3 测试指标与方法

在本次实验中测定的各项指标有电导率、总磷等各类元素，所采取的方法是电导率等进行仪器测定，总氮采用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，总钾采用电感耦合等离子发射光谱法等。

2 结果与讨论

2.1 三级过滤对沼液性状的影响

2.1.1 过滤过程中操作条件的变化

当沼液流入过滤系统后，对沼液中的颗粒记行拦截，并将秸秆其运送到一级滤柱，此时出水口与进水口的压力差为0.14 MPa；二级滤柱中的材料为火山岩，压力差为0.04 MPa，在三级滤柱中没有压力差。对三级过滤装置进行水流的变化实验，在时间推移中，水流量发生变化，这是由于拦截的滤料将孔道堵塞，导致水流量下降。

2.1.2 三级过滤对沼液性状的影响

通过本次实验发现，结果过了的沼液SS与COD都有明显的下降，在对其处理4小时候，SS出水效果较为稳定，且沼液中的有机质含量较高，造成COD也出现下降。在颗粒物的积累中，滤料的孔隙降低，加之有机质的吸附作用，造成COD不断下降。

对沼液进行过滤后，液体的理化指标为为电导率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。通过数据发现 SS 的去除率极高，在95%之上，而COD也达到80%。且过滤后的混合液钾含量等均有下降。

2.2 过滤后秸秆模拟堆肥效果

2.2.1 过滤前后秸秆性状变化

通过过滤，秸秆的各项指标发生明显变化，且堵塞能力得到明显下降。经过过滤后的秸秆，由于吸收大量的水分，含水量增加。经过碳元素的作用二发酵，在此过程中对氮素利用率较低，所以秸秆中氮元素的含量较高。通过秸秆的吸附作用，能够很好地完成堆肥工作，且含水率在70%之上。

2.2.2 堆肥过程腐熟度变化情况

秸秆经过过滤时在温度变化中也有明显的腐熟度变化，当温度在20度左右时，堆肥时间到第三天，温度达到50度。当以50度为起点，经过十天时间，对各种原体具有良好的杀灭效果，且安全性能较高。在堆肥进行过程中，含水量也在不断下降，且在此过程中只是自然通风，但含水量下降不够明显。实验中发现pH值先升高再下降，EC呈上升趋势。经过过滤的秸秆，腐熟度高达80%，且性能较为稳定。