一种回收畜禽粪便中氮磷的方法技术

本发明专利技术公开了一种回收畜禽粪便中氮磷的方法，涉及畜禽粪便回收技术领域，包括以下步骤：S1、往畜禽粪便中加入氧化剂，静置，往静置后的反应液中加入固磷剂，调节pH至8～10，获得反应体系；S2、向步骤S1中的反应体系施加超声波和磁场，并同时将反应体系在50～80℃下进行加热处理，处理时间为15～90min；S3、将经步骤S2处理后的反应体系静置，固液分离，获得上清液。本发明专利技术的有益效果是操作简单，可以实现粪便中的N回收率达82％以上，P回收率达87％以上，减少氮磷元素流入生态系统中，从而减少氮磷元素对生态系统的破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种回收畜禽粪便中氮磷的方法
本专利技术涉及畜禽粪便回收
，具体涉及一种回收畜禽粪便中氮磷的方法。
技术介绍
由于人类频繁活动的影响，大量的含氨氮元素的污染物过度排放至水体中容易导致水体富营养化。其中在氮磷废水中，氮元素主要以无机氮和有机氮两种为主：无机氮包括铵态氮，硝态氮等；有机氮则包括尿素，氨基酸，蛋白质等；磷元素则主要以有机磷及无机磷的形式存在。我国是农业大国，畜牧养殖业是我国的支柱产业，随着我国农业结构规模化调整之后，畜禽养殖业也得到蓬勃的发展。但随之而来所产生的养殖废水排放及动物所产生的粪便量也逐年增加。畜牧养殖业粪污中氮磷浓度含量高，未经处理直接排放容易导致大量氮磷元素的流失，造成资源的严重浪费。大量的氮磷元素流入生态系统中可能会破坏农田生态系统，严重者甚至会危害人体健康。氮磷元素在生产中具有重要的社会意义，如果能将粪便中的氮磷高效回收，不仅能够解决氮磷大量流失的难题，而且可以实现氮磷资源的可持续循环利用。因此，畜禽养殖业粪便中氮磷元素的去除及回收是当前资源环境领域面临的重要科学问题，具有极大的经济、环境与社会效益。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种回收畜禽粪便中氮磷的方法。本专利技术的技术解决方案如下：一种回收畜禽粪便中氮磷的方法，包括以下步骤：S1、往畜禽粪便中加入氧化剂，静置，往静置后的反应液中加入固磷剂，调节pH至8～10，获得反应体系；S2、向步骤S1中的反应体系施加超声波和磁场，并同时将反应体系在50～80℃下进行加热处理，处理时间为15～90min；S3、将经步骤S2处理后的反应体系静置，固液分离，获得上清液。作为优选技术方案，所述步骤S2具体包括：向步骤S1中的反应体系施加超声波和磁场，并同时将反应体系在50～80℃下进行加热处理三个周期；其中，第一个处理周期中超声波的功率为80～90W，磁场的磁感应强度为100～300mT，加热温度为50～60℃，处理时间为5～30min；第二个处理周期中超声波的功率为90～110W，磁场的磁感应强度为300～400mT，加热温度为60～70℃，处理时间为5～30min；第三个处理周期中超声波的功率为110～120W，磁场的磁感应强度为400～500mT，加热温度为70～80℃，处理时间为5～30min。作为优选技术方案，所述步骤S2中，第一个处理周期中超声波的功率为85W，磁场的磁感应强度为200mT，加热温度为55℃，处理时间为15min；第二个处理周期中超声波的功率为95W，磁场的磁感应强度为360mT，加热温度为65℃，处理时间为20min；第三个处理周期中超声波的功率为120W，磁场的磁感应强度为480mT，加热温度为75℃，处理时间为30min。作为优选技术方案，所述步骤S2中，第一个处理周期中超声波的功率为90W，磁场的磁感应强度为100mT，加热温度为60℃，处理时间为30min；第二个处理周期中超声波的功率为100W，磁场的磁感应强度为400mT，加热温度为60℃，处理时间为30min；第三个处理周期中超声波的功率为110W，磁场的磁感应强度为500mT，加热温度为70℃，处理时间为25min。作为优选技术方案，所述步骤S2具体包括：向步骤S1中的反应体系施加超声波和磁场，并同时将反应体系在50～80℃下进行加热处理三个周期；其中，第一个处理周期中超声波的功率为80～90W，磁场的磁感应强度为100～300mT，加热温度为50～60℃，处理时间为5～30min；第二个处理周期中超声波的功率为110～120W，磁场的磁感应强度为400～500mT，加热温度为70～80℃，处理时间为5～30min；第三个处理周期中超声波的功率为90～110W，磁场的磁感应强度为300～400mT，加热温度为60～70℃，处理时间为5～30min。作为优选技术方案，所述步骤S2中，第一个处理周期中超声波的功率为80W，磁场的磁感应强度为100mT，加热温度为50℃，处理时间为10min；第二个处理周期中超声波的功率为115W，磁场的磁感应强度为450mT，加热温度为70℃，处理时间为20min；第三个处理周期中超声波的功率为100W，磁场的磁感应强度为400mT，加热温度为80℃，处理时间为20min。作为优选技术方案，所述步骤S2中，超声波功率为80～120W，磁场的磁感应强度为100～500mT，对反应体系进行恒温加热。作为优选技术方案，所述步骤S1中，氧化剂为双氧水溶液、过氧化钠溶液和臭氧中的一种或多种，氧化剂与粪便的体积比为1～3:50，双氧水溶液和过氧化钠溶液的浓度为100～500mg/L。作为优选技术方案，所述步骤S1中，固磷剂为氯化镁溶液和硫酸镁溶液溶液中的一种或两种，固磷剂的浓度为2-5mol/L，粪便与固磷剂的体积比为5:3～8。作为优选技术方案，所述步骤S1中，粪便的含水量为40～60％。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过采用氧化剂和固磷剂使得粪便中的可溶性氮磷溶解在水中，然后通过磁场、超声波的耦合作用，并同时对反应体系进行加热，超声过程中会产生大量能量且水浴加热时会产生一定的热量，可以使粪便中氮磷元素更快速进入水中，粪便中磷酸根离子和铵根离子在磁场的洛伦兹力的作用下会发生定向迁移，通过三者的协同增效作用，不仅可以加速粪便氮磷进入水相中，提高处理效率；而且可以提高氮磷在水中的溶解率，从而提高氮磷的回收率；本专利技术还采用了三个不同的处理周期对粪便进行处理，通过每个周期采用不同功率的超声波、不同强度的磁场以及不同温度的加热，使得粪便中的氮磷能够完全进入水中，大大提高了氮磷的回收率，以实现畜禽粪便中氮磷的高效回收，减少氮磷元素流入生态系统中，从而减少氮磷元素对生态系统的破坏。本专利技术采用磁场处理还可以起到对粪便的杀菌作用，从而提高回收得到的上清液的纯度；本专利技术方法的操作简单，可以实现粪便中的N回收率达82％以上，P回收率达87％以上。具体实施方式下面用具体实施例对本专利技术做进一步详细说明，但本专利技术不仅局限于以下具体实施例。实施例1一种回收畜禽粪便中氮磷的方法，包括以下步骤：S1、将50mL含水量为40％的鸡粪便置于2L烧杯中，往烧杯中加入1mL过氧化钠溶液，过氧化钠溶液的浓度为500mg/L，静置2h；往静置后的反应液中加入30mL氯化镁溶液，氯化镁溶液的浓度为5mol/L；用0.5mol/L的NaOH溶液调节pH至8，获得反应体系；S2、向步骤S1中的反应体系施加82W的超声波和105mT的磁场强化处理，并同时将反应体系置于52℃恒温水浴锅中进行加热处理，处理时间为88min；S3、将经步骤S2处理后的反应体系静置24h，使得反应体系固液分离，收集上清液，即回收畜禽粪便中氮磷。实施例2一种回收畜禽粪便中氮磷的方法，包括以下步骤：S1、将50mL含水量为42％的鸭粪便置于2L烧杯中，往烧杯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种回收畜禽粪便中氮磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、往畜禽粪便中加入氧化剂，静置，往静置后的反应液中加入固磷剂，调节pH至8～10，获得反应体系；/nS2、向步骤S1中的反应体系施加超声波和磁场，并同时将反应体系在50～80℃下进行加热处理，处理时间为15～90min；/nS3、将经步骤S2处理后的反应体系静置，固液分离，获得上清液。/n

【技术特征摘要】
1.一种回收畜禽粪便中氮磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、往畜禽粪便中加入氧化剂，静置，往静置后的反应液中加入固磷剂，调节pH至8～10，获得反应体系；
S2、向步骤S1中的反应体系施加超声波和磁场，并同时将反应体系在50～80℃下进行加热处理，处理时间为15～90min；
S3、将经步骤S2处理后的反应体系静置，固液分离，获得上清液。


2.根据权利要求1所述的一种回收畜禽粪便中氮磷的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：向步骤S1中的反应体系施加超声波和磁场，并同时将反应体系在50～80℃下进行加热处理三个周期；其中，第一个处理周期中超声波的功率为80～90W，磁场的磁感应强度为100～300mT，加热温度为50～60℃，处理时间为5～30min；第二个处理周期中超声波的功率为90～110W，磁场的磁感应强度为300～400mT，加热温度为60～70℃，处理时间为5～30min；第三个处理周期中超声波的功率为110～120W，磁场的磁感应强度为400～500mT，加热温度为70～80℃，处理时间为5～30min。


3.根据权利要求2所述的一种回收畜禽粪便中氮磷的方法，其特征在于，所述步骤S2中，第一个处理周期中超声波的功率为85W，磁场的磁感应强度为200mT，加热温度为55℃，处理时间为15min；第二个处理周期中超声波的功率为95W，磁场的磁感应强度为360mT，加热温度为65℃，处理时间为20min；第三个处理周期中超声波的功率为120W，磁场的磁感应强度为480mT，加热温度为75℃，处理时间为30min。


4.根据权利要求2所述的一种回收畜禽粪便中氮磷的方法，其特征在于，所述步骤S2中，第一个处理周期中超声波的功率为90W，磁场的磁感应强度为100mT，加热温度为60℃，处理时间为30min；第二个处理周期中超声波的功率为100W，磁场的磁感应强度为400mT，加热温度为60℃，处理时间为30min；第三个处理周期中超声波的功率为110W，磁场的磁感应强度为500mT，加热温度为70℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：关乾，曾桂生，张捷菲，李英朋，姬海燕，刘春力，王忠兵，周磊，凌波，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西;36