关键词：牛沼液；混凝剂；净化处理；去除率
Abstract： Three coagulants and a coagulant aid were involved in a purification process of cattle biogas slurry. An experiment by three coagulants and a coagulant aids were carried out on the cattle biogas slurry with the form of floc， floc size， sedimentation of floc， measuring turbidity and CODcr. The results showed that there was a different degree of purification for cattle biogas slurry during the combinations test， and the most efficient combination test was "coagulation in two times at 320 mg・L-1 ferric chloride". It was available that the treatment approach of sewage was applied in cattle biogas slurry of anaerobic fermentation.
Key words： cattle biogas slurry； coagulant； treatment of purification； removal rate
目前，沼液的无害化关键技术主要是好氧微生物处理[12]，包括两种：活性污泥法和生物膜法。而沼液作为一种特殊的污水，好氧微生物处理法负荷大，成本高，除过滤、沉淀外，有必要开发操作简便且成本较低的沼液预处理方法。
本研究采用3种无机混凝剂：聚合氯化铝（PAC）、硫酸铝、氯化铁和1种助凝剂（聚丙烯酰胺，PAM）对牛沼液进行混凝试验，检测其上清液的物理性状、浊度和CODcr，判断混凝处理牛沼液的效果，期望探索牛沼液的净化处理方法和途径。
1 材料和方法
1.1 材 料
1种助凝剂：聚丙烯酰胺（PAM，阴离子型，分子量为5 000 000，水解度30%，含量≥90.0%），用实验室蒸馏水配制成50 g・L-1待用。
（3）二次混凝的净化效果。以上述3种混凝剂的最佳投加量及其与助凝剂复合的研究结果为基础，进行二次混凝。分别取牛沼液1 000 mL于六联搅拌仪的6个烧杯中，再向六联搅拌仪的其中3个烧杯中分别加入最佳投加量的PAC、硫酸铝、氯化铁，而在另外3个烧杯中分别加入最佳投加量的PAC+PAM、硫酸铝+PAM、氯化铁+PAM，实施AP工序。然后，分别在这6个烧杯中取500 mL上清液置于另外6个烧杯中，加入与上一次混凝等量的混凝剂与助凝剂，进行二次混凝，操作步骤同上。二次混凝完后，分别取其上清液，用于比较分析、测量浊度和CODcr。每试验3次重复。
（1）絮体形态描述：矾花的形成、大小以及沉降速度。
（2）浊度测定：采用2100N型实验室浊度分析仪测定。开机预热5 min后用该浊度分析仪自带的标液将仪器标定准确，即可抽取水样入样品瓶中上机测量。
去除率=（ Ci-Cf）/ Ci×100%
式中，Ci表示混凝处理前各指标数值；Cf表示混凝处理后各指标数值。
2 结果与分析
2.1 不同混凝剂对牛沼液的影响
2.2 助凝剂的作用
由图3、图4可知，最佳投加量的PAC、硫酸铝和氯化铁与最佳投加量的PAM助凝剂复合后，氯化铁与2 mg・L-1PAM对牛沼液净化效果最好，硫酸铝与5 mg・L-1 PAM次之，PAC与1 mg・L-1 PAM最差。
2.3 二次混凝的净化效果
3 结论与讨论
在不同混凝剂对牛沼液的影响中，CODcr的去除率随着3种混凝剂投加量的增加而增大的原因，可能是混凝剂投加量的增加，吸附性比表面积增大，从而使得混凝吸附机制更有效。而氯化铁对牛沼液CODcr的去除效果最好，与前人对CODcr去除的研究结果相似[25-27]，表明铁盐较铝盐在去除有机物方面效果更明显，可能的原因是用Fe3+混凝后，溶液的pH值降低幅度大于Al3+混凝溶液，形成的水解产物所带正电荷密度升高，对共轭结构及不饱和有机物的去除能力高于Al3+。Li等[28]的研究结果也证明了这一点。
不同混凝剂种类和投加量、助凝剂以及二次混凝均对沼液的浊度具有降低的作用，其中二次混凝效果最好。这可能是因为随着混凝剂投加量的增加，溶液中胶体粒子被大量的混凝剂包围，使得胶体粒子失去稳定性而沉淀。同时由于PAC、硫酸铝、氯化铁对pH值的影响不同，造成了包围胶体粒子的能力不同，使得它们对牛沼液浊度的去除效果不同[29]。助凝剂的作用机理可能是PAM的酰胺基与许多物质亲和、吸附形成氢键。分子质量相对高的聚丙烯酰胺在被吸附的粒子间形成 “桥联”，使数个甚至数十个粒子连接在一起，生成絮体，加速粒子下沉，对混凝净化起到一定的促进作用[30-31]。
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