對畜禽糞便固液分離出水處理的復(fù)合絮凝劑配制研究

吳軍偉,曹喜濤,仰玲玲

(1.合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽 巢湖 238300; 2.江蘇科技大學(xué),江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

對畜禽糞便固液分離出水處理的復(fù)合絮凝劑配制研究

吳軍偉1,曹喜濤2,仰玲玲1

(1.合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院,安徽 巢湖 238300; 2.江蘇科技大學(xué),江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

通過幾種絮凝劑對固液分離出水絮凝效果比較選用兩種絮凝效果較好的絮凝劑FeCl3與AlCl3,選取這兩種絮凝劑通過復(fù)合絮凝試驗找出復(fù)合絮凝劑的最佳投藥量、最佳配制比例以及最佳投藥方式.通過本試驗為畜禽糞便固液分離出水處理脫水提供有效復(fù)合絮凝劑.

固液分離出水、絮凝劑、篩選配制

0 引言

目前國內(nèi)外大型畜禽養(yǎng)殖場的廢水在進入生化處理之前都需進行一定程度的固液分離,但往往難以達到理想的固液分離效果[1],而固液分離效果不佳會使養(yǎng)殖場的廢水中殘留大量難以降解的固體物質(zhì),這會嚴重影響?zhàn)B殖的廢水后期的生化處理效果[2].研制一種適應(yīng)養(yǎng)豬場廢水水質(zhì)特征的新型混凝劑讓廢水中的固體物質(zhì)盡可能的分離出來迫在眉睫,這不僅可以解決養(yǎng)殖廢水固液難以分離問題,而且通過固液分離方法分離出的固形物,可制成農(nóng)業(yè)上迫切需要的優(yōu)質(zhì)有機復(fù)合肥,給豬場帶來經(jīng)濟效益,降低廢水處理成本.

1 材料與方法

1.1 試劑、儀器與材料

試劑: 氯化鐵、氯化鋁、聚合硫酸鐵(PFS).

材料: 糞水采用養(yǎng)豬場不同含水率進料豬糞通過XY-固液分離機擠壓得到的不同含固率的出水,采集后貯于冰柜(4℃)中備用,根據(jù)需要配制各濃度廢液.

儀器: HJ-4型磁力攪拌機,722型分光光度計.

1.2 分析方法

透過率采用722型分光光度計測定,CODCr采用化學(xué)耗氧量測定儀測定,CODCr去除率的計算公式為:

數(shù)據(jù)取3次重復(fù)試驗的平均值.

1.3 實驗過程與設(shè)計

將通過預(yù)實驗篩選的幾種絮凝效果比較好的絮凝劑按配制成質(zhì)量分數(shù)(m/v)為 1%溶液,在同等條件下對含固率 93.2%的固液分離液進行絮凝沉淀,反應(yīng)后靜置沉淀 4h后測定.其中析出水量最大的絮凝劑即為最佳絮凝劑,同時測定絮凝出水的 CODCr減少率和透過率作為輔助指標幫助判斷絮凝效果.然后將篩選出的兩種最佳絮凝劑按一定比例配比,以期在同等用藥量條件下獲得絮凝效果更好的復(fù)合絮凝劑.

2 結(jié)果與討論

2.1 幾種絮凝劑的比較

選用質(zhì)量分數(shù)為1%FeCl3、AlCl3、聚合硫酸鐵(PFS)對含水率約93.2%的固液分離后糞液進行絮凝,同等條件下用它們分別對一組100ml固液分離后糞液的樣品加所配的絮凝劑進行絮凝處理(加絮凝劑后用磁力攪拌機攪拌 2 min,后靜置沉淀),靜置一定時間后分別測出每個樣品絮凝處理后的 SVI 值(SVI 值為析出水的體積與沉淀固態(tài)物總體積之比),找出這幾種絮凝后達到最大 SVI 值的絮凝劑即為最佳絮凝劑.

由表1可知,同等條件下,加藥量均為1%時FeCl3的SVI值最高,且絮凝出水水質(zhì)指標優(yōu)于其他兩種絮凝劑,FeCl3絮凝出水COD減少率比PFS絮凝出水水質(zhì)COD減少率高22個百分點,COD去除顯著,與絮凝脫水后的水質(zhì)COD最高減少率的AlCl3相比幾乎持平,但FeCl3絮凝出水水質(zhì)透過率最高為22.15%,相比其他兩種絮凝劑,效果顯著.綜合以上各項指標,對糞液的脫水絮凝效果最差為PFS,最好為FeCl3、AlCl3稍次之.但考慮到鐵鹽中含有鐵離子,易使糞液絮凝出水呈鐵離子顏色[3],所以為了既保證高絮凝效果,又得到良好的絮凝出水水質(zhì),充分地利用兩者各自的優(yōu)越性,我們探索試驗研究FeCl3和 AlCl3兩者混合使用效果,以期得到針對固液分離出水水質(zhì)特性的效果更好的復(fù)合絮凝劑.

表1 幾種絮凝劑的絮凝效果比較

2.2 絮凝劑單獨與復(fù)合使用效果比較

根據(jù)前述實驗方法,以0.2%含藥量為一個梯度,分別比較FeCl3單獨使用與相同濃度的FeCl3和AlCl3混合使用絮凝沉淀靜置12h的效果差異,結(jié)果見表2與3.

表2 FeCl3與AlCl3混合使用不同加藥量下的絮凝效果

表3 FeCl3單獨使用不同加藥量下的絮凝效果

將表2、3中的數(shù)據(jù)進行對比,從絮凝的主要指標SVI值可以看出,在不同濃度梯度條件下使用相同濃度FeCl3與AlCl3混合絮凝劑絮凝脫水效果均優(yōu)于單獨使用相同濃度的FeCl3.無論是單獨使用絮凝劑還是使用復(fù)合絮凝劑,隨著投藥量的增加,SVI值均逐漸增加,在投藥量增加到1%時增效明顯,繼續(xù)加大投藥量,整體絮凝效果增加不明顯.且在使用1.0%(0.8%FeCl3+0.2%AlCl3)含量混合絮凝劑時,其SVI值明顯高于單獨使用FeCl3絮凝效果,能達到單獨使用1.2%FeCl3的絮凝效果,且COD減少率明顯高于單獨使用1.2%FeCl3的絮凝效果,這可減少絮凝出水的后期負荷.通過上述實驗可知,采用FeCl3與AlCl3兩者配比的復(fù)合絮凝劑明顯優(yōu)于單獨使用FeCl3的絮凝效果,且初步確定復(fù)合絮凝劑最佳投藥量為1%.

2.3 復(fù)合絮凝劑最佳加藥方式的確定

復(fù)合絮凝劑最佳加藥方式的確定,將兩種絮凝劑按不同方式組合可得到三種方案: 先加氯化鐵后加氯化鋁; 先加氯化鋁后加氯化鐵; 同時加氯化鐵和氯化鋁.在絮凝劑分別各加 0.5%的量,總加藥量 1%的同等條件下比較幾種加藥方式絮凝效果.試驗方法如前所述,靜置20h后分析,結(jié)果見表4.

從表4可以看出,最佳加藥方式為先加FeCl3后加AlCl3,而最差加藥方式為同時投加兩種絮凝劑.兩種加藥方式下SVI值相差約20個點.COD減少率相差約10個點,兩指標均呈顯著效果,而對投光率則無顯著效果.鹽類絮凝脫水往往依靠自身水解形成絮體達到這一目的,兩種鹽同時投入絮凝效果最差,可能是由于同時加入兩種鹽導(dǎo)致兩者相互抑制了對方水解,難以形成絮體而使絮凝效果降低[4].

表4 不同加藥方式絮凝出水效果比較

2.4 復(fù)合絮凝劑的最佳配合比的確定

按最佳投藥量1%將FeCl3與AlCl3按不同的質(zhì)量比混合后,再分別將它們與水配制成總質(zhì)量分數(shù)為1%的復(fù)合絮凝劑溶液,在同等實驗條件下對固液分離液進行絮凝處理,FeCl3與AlCl3各配比的絮凝效果見表5.

由表5可知,mFeCl3: mAlCl3配比為0.8%: 0.2%時SVI最大,其脫水效果最好,因此 mFeCl3: mAlCl3最佳配比為0.8%: 0.2%.在各配比條件下,COD減少率和透過率無顯著差異.表 5中mFeCl3: mAlCl3配比為 1%: 0%與0%:1%時 SVI值均小于其它混合配比時的 SVI值,也進一步驗證了使用配制的混合絮凝劑優(yōu)于各種絮凝劑的單獨使用效果.

表5 不同配比FeCl3與AlCl3的絮凝效果

3 結(jié)論與建議

(1)通過幾種絮凝劑固液分離出水絮凝效果比較知,各種絮凝劑的絮凝效果為: FeCl3＞ AlCl3＞ PFS.

(2)同等條件下FeCl3、AlCl3兩者復(fù)合使用的絮凝效果明顯優(yōu)于兩者單獨使用; 混合藥劑FeCl3、AlCl3對固液分離出水較佳投藥量為1%,最佳配比為0.8%: 0.2%; 投藥方式宜采用先加FeCl3,再加AlCl3.

[1]吳軍偉,常志州,周立祥,等.XY型畜禽糞便處理機對糞便脫水效果研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2009(2): 286～287

[2]楊朝暉,曾光明,高 鋒,等.固液分離—UASB—SBR工藝處理養(yǎng)豬場廢水的試驗研究[J].湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2002,29(6): 95～99

[3]邱 謹,張孫瑋.印染廢水的脫色治理方法比較研究[J].環(huán)境污染與防治,1994,16(5): 14～15

[4]余華堂,張艷紅.石馬河流域規(guī)?；B(yǎng)豬場廢水混凝固液分離現(xiàn)場試驗[J].工業(yè)水處理,2006,26(3): 50～52

Study on Preparation of Compound Flocculant for Treating Livestock Manure with Solid-liquid Separation and Effluent Treatment

WU Junwei1,CAO Xitao2,YANG Lingling1
(1.Hefei Vocational and Technical College,Chaohu 238300,China;2.Jiangsu University of Science and Technology,Zhenjiang 212003,China)

Through several flocculants flocculation effect on solid-liquid compared with two kinds of good flocculation effect of flocculant FeCl3and AlCl3,we selected two better flocculant by composite flocculation test to find the best dosage,the optimum proportion and optimum dosage form for composite flocculant.Through the experiment,it can provide the effective compound flocculant flocculation for the treatment of the wastewater from the solid-liquid separation.

solid-liquid separation water,flocculant,screening preparation

X713 文獻標識碼: A 文章編號: 1672-5298(2017)02-0041-03

2017-02-15

安徽省高校自然科學(xué)基金重點項目(KJ2016A895)

吳軍偉(1979 - ),男,安徽巢湖人,碩士,合肥職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師.主要研究方向: 固體廢棄物資源化