一、复合气调保鲜包装机保鲜原理
　　1．复合气调保鲜包装亦称气体置换包装，国际上称为MAP包装（即Modified Atmosphere
Packing）。复合气调包装机的原理是采用复合保鲜气体（2-3种气体按食品特性配比混合），对包装盒或包装袋内的空气进行置换，改变盒（袋）内食品的外部环境，达到抑制细菌（微生物）的生长繁衍，减缓新鲜果蔬的新陈代谢速度，从而延长食品的保鲜期或货架期。
　　2．气调保鲜气体一般由二氧化碳(CO2)、氮气(N2)、氧气(O2)及少量特种气体组成。CO2气体具有抑制大多数腐败细菌和霉菌生长繁殖的作用，是保护气体中的主要抑菌成分；O2具有抑制大多数厌氧腐败细菌生长繁殖，保持鲜肉色泽和维持新鲜果蔬需氧呼吸，保持鲜度的作用；N2是惰性气体，与食品不起作用，作为填充气体，与CO2、O2及特种气体组成复合保鲜气体。不同的食品果蔬，保鲜气体的成分及比例亦不同。
二、复合气调保鲜包装的技术关键
　　合格的复合气调保鲜包装机，有二大关键的技术指标必须符合相应的要求，这二大指标分别为：一是气体置换率要高，二是气体混合精度误差率要低。复合气调保鲜包装设备的质量合格与否，需要用这２个关键指标来判断。气调保鲜气体一般由二氧化碳（ＣＯ２）、氮气（Ｎ２）、氧气（Ｏ２）及少量特种气体组成。二氧化碳具有抑制大多数腐败细菌和霉菌生长繁殖、减缓新鲜水果蔬菜新陈代谢速度之作用，是保鲜气体中的主要抑菌成分；氧气具有抑制大多数厌氧菌生长、保持鲜肉色泽和维持新鲜果蔬需氧呼吸、保持鲜度的作用；氮气是惰性气体，与食品不起作用，作为填充气体，与二氧化碳、氧气及特种气体组成复合保鲜气体。不同的食品、果蔬，所需要的保鲜气体的成分和比例也不相同。
　　食品果蔬采用复合气调包装设备进行保鲜包装，都需要对气体混合精度误差及气体置换率有一个合理的要求。在发达国家先进的复合气调保鲜包装设备的标准中，要求气体置换率达98％以上，保鲜气体混合精度误差率小于2％。这是因为上述二项指标对食品果蔬的保鲜起着至关重要的作用。举例说明如下：
　　例一：气调保鲜包装荔枝时，其保鲜气体混合比例为：氧气（Ｏ２）浓度比例4%～6%；二氧化碳（ＣＯ２）浓度比例3%～5%，伤害浓度8%；其余为填充气体氮气（Ｎ２）；如果Ｏ２浓度偏低，会产生无氧呼吸，致使荔枝果实发酵、组织坏死；Ｏ２浓度偏高或ＣＯ２浓度偏低，抑制荔枝新陈代谢作用下降，缩短保鲜期；ＣＯ２浓度偏高（＞8%），则会造成果皮及果实伤害，加速荔枝变质。
　　例二：气调保鲜包装卤菜（熟食）时，其保鲜气体混合比例为：氮气（Ｎ２）64%～66%，二氧化碳（ＣＯ２）34%～36%，气体置换率≥98%。由于很多微生物（细菌）的生长繁殖需要Ｏ２，因此降低含氧量可减缓细菌的繁殖速度（厌氧菌除外）。实验表明，合理的Ｎ２和ＣＯ２的混合气体在食品表面形成具有广谱抑菌及保色保味之保护层，且在低氧环境下，使卤菜得到保鲜。所以当气体混合精度误差率及置换率无法达到指标时，其抑菌保鲜作用基本无效。
　　三、复合气调保鲜较其它保鲜（保质）方法的优势
　　目前，食品的常用保鲜（或保质）方法主要是：（1）化学保鲜；（2）冷冻保鲜；（3）抽真空高温灭菌保质；（4）抽真空充氮保鲜；（5）复合气调保鲜；（6）天然生物保鲜。
　　在上述六种保鲜（保质）技术中，化学保鲜是利用化学制剂防腐抑菌，但消费者因关注防腐剂副作用而受到限制；冷冻保鲜的缺憾是食品冷冻后口感口味发生变化；抽真空高温灭菌的缺点是对食品的特有的口味、口感、营养破坏较大；充氮包装能较好的保持食品的口感、口味及营养，但保鲜期很短，如需延长保鲜期则需包装后高温灭菌，口感口味改变较大。复合气调保鲜是在上述传统基础上发展起来的全新的保鲜技术，对包装环境有一定要求，其特点是无需高温灭菌，因而复合气调保鲜能确保原有食品的口感、口味及营养成份，真正保证了食品的原汁、原味、原貌。
　　四、使用范围
　　（1）新鲜果蔬、菌菇；（2）各种卤菜、炒菜、鱼肉制品；（3）月饼、蛋糕、豆制品；（4）生鲜畜禽、水产；（5）泡菜、腌腊制品；（6）茶叶、中草药及土特产品；（7）超市配送中心需保鲜的各类食品。
　　五、各类食品保鲜期（供参考）：
　　1、 新鲜果蔬、菌菇
果蔬收获后，仍保持吸收O2排出CO2的新陈代谢呼吸活动。如包装内O2含量降低和CO2含量升高，可使果蔬维持微弱的需氧呼吸而不产生厌氧呼吸，新鲜果蔬的衰老过程被延缓，降低新陈代谢速度，从而延长保鲜期。新鲜果蔬的气调包装保鲜气体由O2、CO2和N2组成。气调包装保鲜期根据果蔬品种和鲜度确定，如草莓、蘑菇、荔枝、桃、叶菜等。在0-4℃温度下的保鲜期为10-30天。采用低阻隔膜。
　　2、 熟食制品
中西式畜禽熟食制品、卤菜、炒菜、炖菜、快餐等熟食制品的保鲜，要求保鲜防腐和保持原汁原味。保鲜气体一般由CO2、N2等气体组成。气调包装后，保鲜气体在食物表面形成保护膜，从而达到抑菌保鲜，保持食品营养成份及原有口感、口味、形状。在20℃以下保鲜期在5-10天以上；在0-4℃条件下，保鲜期在30-60天；采用巴氏杀菌（80℃左右）后，常温下保鲜期在60-90天以上。需采用高阻隔膜。采用气调包装配合天然生物技术，能达到较为理想的效果。
　　3、 焙烤食品
烧烤食品的变质主要是霉变，保鲜要求防霉和保持风味，保鲜气体由CO2和N2组成。蛋糕、面包等米面食品在常温下的保鲜期为15-60天；月饼在常温下的保鲜期为30-90天；馒头包装薄膜需采用对气体高阻隔性的复合塑料膜，以保持包装内的气体浓度。配合天然生物技术，保鲜效果倍增。
　　4、 生鲜畜禽类
新鲜猪、牛、羊肉的气调包装气体由CO2、O2等气体组成。高浓度的O2使肉中肌红蛋白氧化为氧合肌红蛋白，可使鲜肉保持鲜红色泽；CO2用以抑菌防腐。在0-4℃条件下的保鲜期为7-30天。生鲜禽类用CO2、N2等保鲜气体，保鲜期可达15-30天。配合天然生物技术，可在常温下销售2-5天。
　　5、 新鲜水产海鲜类
新鲜鱼等水产品是水分含量高的易腐食品，低温储藏时厌氧菌是新鲜水产品腐败因素之一，并产生对人体健康有害的毒素。保鲜气体由O2、CO2和N2组成。多脂肪鱼类的气调包装因脂肪氧化酸是腐败变质的主要因素，保护气体由CO2和N2组成。新鲜水产品气调包装，根据品种和鲜度，在0-4℃温度下的保鲜期为15-30天。包装薄膜需采用对气体高阻隔性的复合塑料膜，以保持包装内的气体浓度。
　　6、 泡菜、腌腊制品
泡菜类食品在空气中易氧化、霉化变质，在腌（泡）制过程中，加入适量的天然生物制剂，经气调包装后，在常温下可保鲜30-180天。保鲜气体由CO2和N2组成。
气调包装技术在食品行业中的应用
　　气调包装国外又称MAP或CAP、国内称气调包装或置换气体包装、充气包装。常用的气体有N2、O2、CO2、混合气体O2＋N2或CO2＋N2＋O2（即MAP）。气调包装技术可广泛用于各类食品的保鲜，延长食品货架期，提升食品价值。
　　一、CO2在食品包装中的应用
　　瑞典一公司推出采用充满100％CO2气体的包装袋、容器、贮藏室来贮藏肉类。高浓度的CO2能阻碍需氧细菌与霉菌等微生物的繁殖，延长微生物增长的停滞期及指数增长期，起防腐防霉作用。该法能使猪肉不需冷冻处理可保存120天，如再加压处理，贮藏时间更长。这一方法引起美国、澳大利亚等肉类输出国的极大关注。
　　最近，美国专家采用新技术，用CO2制塑料包装材料。即使用特殊的催化剂，将CO2和环氧乙烷（或环氧丙烷）等量混合，制成新的塑料包装材料，其特点具有玻璃般的透明度和不通气性；类似聚碳酸酯和聚酰胺树脂；在240℃温度下不会完全分解成气体；有生物分解性能不会污染环境与土壤等特点。
　　我国已研究成功利用纳米技术，高效催化CO2合成可降解塑料。即利用CO2制取塑料的催化剂“粉碎”到纳米级，实现催化分子与CO2聚合，使每克催化剂催化130克左右的CO2，合成含42％CO2的新包装材料。其作为降解性优异的环保材料，应用前景广阔。
　　二、氮气在食品包装中的应用
　　氮气（N2）是理想的惰性气体，在食品包装中有特有功效：不与食品起化学反应与不被食品吸收，能减少包装内的含氧量，极大地抑制细菌、霉菌等微生物的生长繁殖，减缓食品的氧化变质及腐变，从而使食品保鲜。充氮包装食品还能很好地防止食品的挤压破碎、食品粘结或缩成一团，保持食品的几何形状、干、脆、色、香味等优点。目前充氮包装正快速取代传统的真空包装，已应用于油炸薯片及薯条、油烹调食品等。受到消费者特别是儿童、青年的喜爱，充氮包装可望应用于更多的食品包装。
　　美国应用N2增加薄铝材料的饮料罐强度，在饮料装罐前，将氮气溶解在饮料中；在饮料罐密封后，氮气就从饮料中释放出来，对罐壁形成一种压力，使饮料罐相当于一个充气罐，从而增加了饮料罐强度，效果显著。该罐装饮料在运输、堆放中或在货架上都不会造成破损，也不影响饮料品质。此法也可用于聚酯类塑料制成的饮料包装。
　　在N2应用时必须重视N2的纯度与质量。通过膜分离或变压吸附方式从压缩空气中将其分离出的氮气纯度可达99．9％以上。食品包装中使用的N2纯度必须达到纯氮级（即安全级）。
　　三、复合气体在包装食品中的应用
　　复合气调保鲜包装国际上统称为MAP包装，所用的气调保鲜气体一般由CO2、N2、O2及少量特种气体组成。CO2能抑制大多需氧腐败细菌和霉菌的生长繁殖；O2抑制大多厌氧的腐败细菌生长繁殖；保持鲜肉色泽、维持新鲜果蔬富氧呼吸及鲜度；N2作充填气。复合气体组成配比根据食品种类、保藏要求及包装材料进行恰当选择而达到包装食品保鲜质量高、营养成分保持好、能真正达到原有性状、延缓保鲜货架期的效果。
　　复合气调保鲜包装在国内外已广泛应用。
生鲜鱼虾的气调包装新鲜水产及海产鱼类的变质主要有细菌使鱼肉的氧化三甲胺分解释放出腐败味的三甲胺、鱼肉脂肪氧化酸败、鱼体内酶降解鱼肉变软、鱼体表面细菌（需氧性大肠杆菌、厌氧性梭状芽孢杆菌）产生中毒毒素，危及人健康。
　　用于鱼类气调包装的气体由CO2、O2、N2组成，其中CO2气体浓度高于50％，抑制需氧细菌、霉菌生长又不会使鱼肉渗出；O2浓度10％—15％抑制厌氧菌繁殖。鱼的鳃和内脏含大量细菌，在包装前需清除、清洗及消毒液处理。由于CO2易渗出塑料薄膜，因此鱼类气调包装的包装材料需用对气体阻隔性高的复合塑料薄膜，在0℃—4℃温度下可保持15—30天。英国金枪鱼采用35％—45％的CO2／55％—65％N2气体保鲜包装货架期6天。
　　虾的变质主要由微生物引起。其内在酶作用导致虾变黑。采用气调包装可对草虾保鲜。先将虾浸泡在100mg／L溶菌酶和1．25％亚硫酸氢钠的保鲜液中处理后，采用40％的CO2和60％的N2混合气体灌充气调包装袋内，其保质期较对照样品延长22天，是对照样品保质期的6．5倍。
　　禽畜生鲜肉类气调包装
　　生鲜猪、羊、牛的肉的气调保鲜包装既要保持鲜肉原有红色又能防腐保鲜，气调包装的气体由O2和CO2组成，根据肉种类不同，气体组成分各异。猪肉气调包装的气体组成为60％—70％O2和30％—40％的CO2，于0℃—4℃的货架期一般7—10天（包括宰杀后在0℃—4℃温度下冷却24h使ATP活性物质失去、质地变得有柔软及香味、适口性好的冷却猪肉）。家禽肉气调包装主要是防腐保鲜，保鲜用气体由CO2和N2组成，禽肉用50％—70％CO2／50％—30％O2包装在0℃—4℃的货架期达14天。
　　在肉类气调保鲜包装中，使用高浓度O2可使鲜肉保持鲜红色更鲜艳，在缺氧环境下则肉质呈淡紫色，如用CO2、N2等保鲜气体，肉色泽呈淡紫色，保鲜期可达30天左右。生鲜肉类包装材料也要求使用对气体有高阻隔性的复合塑料包装材料。
　　烘烤食品与熟食制品的气调保鲜包装
　　烘烤食品包括糕点、蛋糕、饼干、面包等，主成分为淀粉。由细菌霉菌等引起的腐变、脂肪氧化引起的酸败变质、淀粉分子结构老化硬变等造成食品变质。应用于这类食品气调保鲜包装的气体由CO2及N2组成。不含奶油的蛋糕在常温下保鲜20—30天，月饼、布丁蛋糕采用高阻隔性复合膜常温下保鲜期可达60—90天。
　　微波菜肴、豆制品及畜禽熟肉制品充入CO2和N2能有效抑止大肠菌群繁殖。在常温20℃—25℃下保鲜5—12天，经85℃—90℃调理杀菌后常温下保鲜30天左右，在0℃—4℃冷藏温度下保鲜60—90天。
　　新鲜果蔬气调保鲜包装果蔬收获后仍能保持吸收氧气排出CO2的新陈代谢作用，同时消耗营养。果蔬保鲜是通过降低环境中O2含量和低温贮存降低呼吸进度，排除呼吸产生的CO2延缓果蔬成熟衰老从而达到保鲜效果。果蔬的气调包装气体由O2、CO2、N2组成，用透气性薄膜包装果蔬，充入低O2与高CO2和混合气体置换后密封，使包装内的O2含量低于空气而积累CO2高于空气，通过薄膜进行气体交换，达到利于果蔬保鲜环境、保持微弱需氧呼吸的气调平衡。
　　大多数果蔬用5％O2、5％CO2、90％N2混合比例包装，在6℃—8℃低温下有较长的保鲜期。气调包装用于荔枝保藏保鲜，用10％CO2＋90％N2及20％CO2＋80％N2处理荔枝果实24hr，既能达到保鲜目的，还能提高果实的好果率，保持果皮红色，并不影响营养成分，以高CO2和低氧条件结合臭氧处理（4．3mg／M3浓度）并采用可食性薄涂膜，可延长草莓货架期8—10天。
　　美国科学家对芒果采用气调包装试验，将芒果剥皮、切块，分别采用氧气包装，混合气（N286％、CO210％、O24％）包装及真空包装，结果经混合气包装的芒果货架期最长，在贮存期间，芒果的色泽、质地等外观效果好，微生物造成的损害最小。
　　气调包装也适用于净菜保鲜。净菜又称切割果蔬、半处理加工果蔬，为迎合上班族的新兴食品加工产品，有安全、新鲜、营养、方便等特点，但经切割后易褐变。采用气调包装降低氧含量能最大限度延长货架期。例如美国的切丝莴苣以1％—3％的O2、5％—6％的CO2和90％N2阻止褐变。气调保鲜包装还适用于去皮和切片的苹果、马铃薯、叶菜类蔬菜等果蔬保鲜。开发适合果蔬气调包装保鲜效果的包装膜是拓宽果蔬保鲜途径的关键。
注：如果针对某一产品建立相应的模型，能否不用考虑包装袋内的气体体积？气调包装是否知注重了气体置换率？
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以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。常见的氨氮废水处理方法
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MAP化学沉淀法氨氮废水处理工艺
&&&&&&&&氨氮是水相环境中氮的主要存在形态，是引起水体富营养化和污染环境的一种重要污染物质，目前我国几乎所有的受污染水域中，氨氮都是主要污染物之一。由氨氮污染而导致的水体富营养化问题已严重危害农业、渔业及旅游业等诸多行业，也对饮水卫生和食品安全构成了巨大威胁，成为制约我国经济发展的重要因素。
&&&&&&&&目前常用的氨氮废水处理技术包括活性炭或沸石吸附法、空气吹脱法、生物脱氮法及化学沉淀法等，但在实际应用过程中，这些处理方法受到种种因素的制约，有其特定的适用范围或局限性。
&&&&&&&&化学沉淀法处理氨氮废水则具有工艺简单、处理对象广泛及沉淀物可做肥料等优势，该法已日益受到重视，得到了国内外学者的广泛研究。其原理是往含氨氮废水中加入沉淀剂MgCl2和Na2HPO4，与NH4+反应生成MgNH4PO4?6H2O沉淀(简称MAP)，从而实现从废水中去除氨氮污染。
&&&&&&&&化学沉淀法已有工业化应用的范例，但沉淀工艺条件，如pH值、沉淀药剂、反应时间等，对氨氮去除效果有很大影响。为此，本文以实验室模拟氨氮废水作为研究对象，系统考察各种操作条件对氨氮去除效果的影响，以期指导实际生产。
1、材料与方法
1.1 试验水质与方法
&&&&&&&&用定量NH4Cl(AR)配制体积200mL、NH3－N 浓度一定的模拟废水，并依次投加定量的Na2HPO4(AR)及MgCl2(AR)；恒温下磁力搅拌一定时间，并在反应过程中用浓度为5mol／L的NaOH溶液调节反应体系至预定pH值；反应结束后静置一段时间，取上清液测定N、P，以计算氨氮去除率及剩余浓度等。
1.2 分析方法
&&&&&&&&氨氮用纳氏试剂光度法测定，PO43-－P采用钼锑抗分光光度法测定。
2、结果与讨论
2.1 氨氮初始浓度的影响
&&&&&&&&图1表示氨氮初始质量浓度在500～10000 mg／L范围内变化时对氨氮沉淀效果的影响，其中试验固定条件：温度为25℃、pH值为10、沉淀剂添加比例n(Mg)∶n(N)∶n(P)＝1∶1∶1、反应时间20min。
&&&&&&&&图1表明，当氨氮初始质量浓度为500mg／L时，氨氮的去除率是89.6％，且随初始浓度的增加，氨氮的去除率逐渐升高。由此可见以MAP化学沉淀法处理氨氮废水时对其初始浓度有广泛的适用性，而且适合于处理高氨氮浓度废水。同时也可看出，当氨氮初始质量浓度是2000mg／L时，剩余氨氮的质量浓度为159.5 mg／L，初始质量浓度为 10000 mg／L时，剩余氨氮的质量浓度则更高，达656.6 mg／L，这显然不能达到排放标准。
&&&&&&&&因此认 为，考虑到生物法无法适应高浓度氨氮废水的缺点，可以利用MAP化学沉淀法与生物法结合，即以沉淀法作为生物法的预处理，将高浓度的氨氮降到适宜于生物处理的浓度，再采用生物法处理。
2.2 pH值的影响
&&&&&&&&图2表示pH值的影响，试验固定条件：氨氮 初始质量浓度1000 mg／L、温度25℃、沉淀剂添加比例n(Mg)∶n(N)∶n(P)＝1∶1∶1、反应时间20 min。
&&&&&&&&图2表明，当反应体系的pH值在9～11时，氨氮的去除率超过90％，且相差不大，即此pH值范围内有利于MgNH4PO4沉淀的生成。理论上来说，当pH＜8时，磷以PO43-形式存在的比例很小，主要以HPO42-的形式存在，从而不利于 MgNH4PO4的生成；当在强碱性溶液中，磷则易形 成更难溶的Mg3(PO4)2沉淀，如pH＞１１时，还会形成Mg(OH)2沉淀。从试验结果来看，控制pH 值为10时，氨氮的去除率最高，达91.4％，且剩余磷浓度最小，因此控制溶液体系pH值为10较为适宜。
2.3 反应时间的影响
&&&&&&&&图３表示反应时间的影响，试验固定条件：氨 氮的初始质量浓度为1000 mg／L、温度为25℃、 pH值为10、沉淀剂添加比例n(Mg)∶n(N)∶n(P)＝1∶1∶1。 图３表明，当反应时间为10 min时，氨氮去除率已达90.8％；将反应时间由10 min延长至60 min，对氨氮的去除率几乎没有影响，均为90％左 右。因此，在反应进行10 min后，沉淀反应已基本完成，为保证沉淀反应充分完成，反应时间以20 min较为适宜。
2.4 温度的影响
&&&&&&&&图4表示反应体系温度的影响，试验固定条 件：氨氮的初始质量浓度为1000 mg／L、n(Mg)∶ n(N)∶n(P)＝1∶1∶1、pH值为10、反应时间为20 min。
&&&&&&&&图4结果表明，当反应温度达35℃，若再升高温度，则氨氮去除率逐渐下降，如65℃时，氨氮去除率减小到79.3％。由此可见较高温度下进行氨氮沉淀反应并不利于氨氮的去除，其原因是温度不但影响反应体系的电离平衡，而且会使生成的沉淀物有更高的溶解度，从而影响对氨氮的去除。因此，沉淀反应在室温(25～35℃)下进行较为适宜。
2.5 沉淀剂投加比例的影响
&&&&&&&&图5表示沉淀剂投加比例的影响，试验固定条件：氨氮初始质量浓度1000 mg／L、温度25℃、 pH值为10、反应时间为20 min。
&&&&&&&&图5表明，当控制氨氮初始质量浓度为1000mg／L不变，而同时增大Mg2+和PO43-浓度时，氨氮去除率明显增大，如n(Mg)∶n(N)∶n(P)为1.1∶1∶1.1及1.2∶1∶1.2时，氨氮的去除率分别为95.8％和98.7％，而剩余氨氮质量浓度则是42mg／L和13mg／L。当控制PO43-和NH4+初始浓度不变，而仅增加镁盐的投加比例时，则氨氮去除率降低， 但剩余磷浓度也降低，其原因是过量的Mg2+与 NH4+争夺PO43-形成竞争反应生成Mg3(PO4)2沉淀， 致使氨氮去除率降低。当控制Mg2+和NH4+的初始浓度不变，仅增加磷酸盐的投加比例时，则氨氮去 除率增大，而剩余磷浓度也显著增大。
&&&&&&&&由此说明，往反应体系中加入过量的沉淀药剂(镁盐和磷盐)虽使氨氮的去除更彻底，但加入过量的沉淀药剂不仅有可能形成Mg(PO4)2沉淀，从而致使沉淀物成分复杂，不利于回收利用，并可能造成由沉淀药剂带来的二次污染。从图5试验结果来看，控制沉淀剂投加比例为n(Mg)∶n(N)∶n(P)＝ 1.2∶1∶1.2较为适宜。
2.6 镁盐种类的影响
&&&&&&&&图6表示镁盐种类的影响，试验固定条件：氨氮初始质量浓度1000 mg／L、温度25℃、pH值为 10、n(Mg)∶n(N)∶n(P)＝1∶1∶1，反应时间为20 min。
&&&&&&&&图6结果表明，使用MgCl2作沉淀剂时，氨氮去除效果好，而使用MgO时，则由于在碱性环境中易于形成Mg(OH)2沉淀而妨碍MgNH4PO4的形成，因此氨氮去除效果较差；当增加沉淀剂MgO用量，使投加比例达n(Mg)∶n(N)∶n(P)＝2∶1∶1时，氨氮的剩余质量浓度可降至106 mg／L，但磷剩余质量浓度却高达650.6 mg／L，估计是由于过量 的MgO除形成Mg(OH)2沉淀外，也参与了生成 MAP的沉淀反应。
试验同时发现，当用MgCl2作为沉淀剂时，在反应结束后，pH值减小至9.8；而用MgO作为沉淀剂时，在反应结束后，pH值可达10.4。由于使用MgO作反应沉淀剂可以节省调节pH值的碱用量，而且MgO相对比MgCl2便宜，因此以MgO作沉淀剂也不失为一种好的选择。
&&&&&&&&(１)根据一系列单因素的试验结果得出了最优 工艺条件：反应温度为25～35℃，pH值为10，镁、氮、磷的量比为1.2∶1∶１1.2。在此条件下处理初始质量浓度1000 mg／L的氨氮废水，反应20 min，氨氮质量浓度可降至10.4 mg／L，去除率达98.7 ％，剩余磷的质量浓度为91.9 mg／L。
&&&&&&&&(２)MAP化学沉淀法在处理高浓度的氨氮废水时有很好的适应性，具有反应速度快、氨氮沉淀完全及操作简单等优势。
&&&&&&&&(３)MAP化学沉淀法的最大不足之处是沉淀药剂(磷盐及镁盐)和调节pH值的碱价格较贵，使得实际应用时处理成本高而制约其应用，下一步工作的重点应是解决沉淀剂的循环使用问题，以降低处理成本。
地址：福建省厦门市火炬高新区(翔安)产业区翔岳路17号&电话：&闽ICP备号&猪场废水氮磷MAP回收工艺及其对传统厌氧—好氧处理系统的影响研究--《浙江大学》2013年博士论文
猪场废水氮磷MAP回收工艺及其对传统厌氧—好氧处理系统的影响研究
【摘要】：规模化养猪场排放的养殖废水属于我国农业面源重大污染源之一,其污染治理已被纳入环境保护的重要议程。但目前的养猪废水处理工艺均以氮磷生物转化与去除为目的,鲜见以资源化回收利用为核心的综合处理。本文以循环经济的发展理念为指导,通过研究猪场养殖废水经磷酸铵镁(MAP)结晶沉淀法处理后的氮磷回收效率以及沉淀过程对废水后续生化处理效果的影响,初步构建了一套猪场废水“MAP沉淀+厌氧CSTR+好氧SBR"联合处理工艺。研究表明,养殖废水通过磷酸铵镁(MAP)沉淀后可大幅度降低其原液中氮磷污染物含量,实现氮磷资源的高效回收；经MAP沉淀处理后的养殖废水再通过常规厌氧/好氧耦合工艺处理时,其厌氧段产甲烷效能可得到有效提升,并且最终经过好氧处理后COD、NH4+-N. PO43--P均可达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GBI).研究成果为我国规模化养猪场养殖废水的资源回收和处理处置提出了一条新的技术模式。具体研究结论如下：
1.养殖废水利用MAP沉淀预处理后可以高效回收其中氮磷资源,并显著降低和控制沉淀后尾水中NH4+-N、悬浮物和P043-P浓度,并通过全面分析得到pH值和P/Mg/N摩尔比对废水MAP沉淀处理效果的影响规律。将废水pH和P/Mg/N摩尔比调节为9.0和1/1.4/1.2时,MAP沉淀法可使养殖废水NH4+-N去除率达到87%,出水P043--P浓度降低至1.35mg/L;并且废水中COD、TOC、TC都得到一定程度地去除,去除率分别为22.3%、18.5%、23.1%；同时,废水中悬浮物的去除率均在80%以上。MAP沉淀产物的XRD检测结果表明,沉淀物中MgNH4PO4·6H2O的含量达到81.5%。
2.猪场养殖废水经MAP沉淀处理后尾水C/N比和厌氧产沼效能都得到明显提高。MAP沉淀后尾水C/N比由原液的2.8提高到6.6。沉淀尾水与原废水的批式厌氧发酵对比实验表明,MAP沉淀后尾水TOC浓度降解速率明显加快,相同发酵时间内,可使废水COD、TOC和TC降解率分别提高11.7%、4%和8%,沼气和甲烷产量分别较原液提升0.307L/(g-VS)和0.295L-CH4/(g-VS)。CSTR连续流厌氧发酵实验结果表明,MAP沉淀后尾水与原液的COD容积负荷分别为2.2kg-COD/(m3-d)和1.5kg-COD/(m3-d),产气率分别为0.462m3/(kg-COD)和0.393m3/(kg-COD),气体中甲烷含量分别为67.9%和61.5%。
3.采用SBR工艺分别处理CSTR厌氧后的MAP沉淀尾水和养殖废水原液,结果表明,在相同的操作模式下,MAP沉淀后尾水的COD. NH4+-N和P043--p的处理效果明显高于原液,平均去除率分别为82.8%、95.3%、94%和75.5%、74.5%、62%。且出水中NO2--N、NO3--N浓度低于原液,平均分别为48.6mg/L和8.6mg/L。
4.养殖废水“MAP沉淀+厌氧CSTR+好氧SBR”工艺可以实现氮磷资源回收与污染物同时去除的目的。在稳态条件下运行“MAP沉淀+厌氧CSTR+好氧SBR”工艺结果表明,出水COD、NH4+-N和PO43--P浓度平均值分别为258mg/L,13mg/L和1.3mg/L,均达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GBI),明显优于没有经过"MAP沉淀预处理”的“厌氧CSTR+好氧SBR”工艺的处理效果(其出水COD、NH4+-N和PO43--P浓度分别为424mg/L,256mg/L和25.67mg/L).对于C/N比相对较低的养殖废水处理,"MAP沉淀预处理”法实现了氮磷资源回收,达到显著改善废水的C/N比,更利于后续生化处理的目的。
【关键词】：
【学位授予单位】：浙江大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2013【分类号】：X703;X713【目录】：
致谢10-13摘要13-15Abstract15-17第一章 绪论17-41 1.1 我国规模化养猪业的发展现状17-18 1.2 规模化养猪引发的环境问题分析18-23
1.2.1 规模化养猪场污染物排放状况分析18-20
1.2.2 规模化养殖污染状况分析20-22
1.2.3 养猪场废水处理处置现状分析22-23 1.3 养猪场废水脱氮除磷技术研究现状23-36
1.3.1 物理处理法24-26
1.3.2 化学处理法26-30
1.3.3 生化处理法30-36 1.4 论文的目的与意义36-39 1.5 研究内容与技术路线39-41
1.5.1 研究内容39-40
1.5.2 技术路线40-41第二章 养猪废水原液MAP沉淀预处理技术研究41-67 2.1 材料与方法41-43
2.1.1 实验材料41-42
2.1.2 实验方法42
2.1.3 分析测试方法42-43 2.2 结果与讨论43-65
2.2.1 加药剂顺序与调节溶液pH值方式对MAP沉淀效果的影响43-44
2.2.2 搅拌速率对MAP沉淀法去除猪场废水氨氮效果的影响44-46
2.2.3 P/Mg/N摩尔比和反应pH值变化对猪场废水各污染物去除效果的影响46-60
2.2.3.1 对猪场废水原液NH_4~+-N去除效果的影响46-49
2.2.3.2 对猪场废水原液PO_4~(3-)-P去除效果的影响49-51
2.2.3.3 对猪场废水原液COD去除效果的影响51-52
2.2.3.4 对猪场废水原液TOC去除效果的影响52-55
2.2.3.5 对猪场废水原液TC去除效果的影响55-57
2.2.3.6 对猪场废水原液中悬浮物去除效果的影响57-58
2.2.3.7 沉淀物MAP电镜扫描和XRD检测58-60
2.2.4 P/Mg摩尔比变化对猪场废水各污染物去除效果的影响60-65
2.2.4.1 对猪场废水原液中NH_4~+-N去除效果的影响61
2.2.4.2 对猪场废水原液中PO_4~(3-)-P去除效果的影响61-62
2.2.4.3 对猪场废水原液COD去除效果的影响62-63
2.2.4.4 对猪场废水原液TOC去除效果的影响63-64
2.2.4.5 对猪场废水原液TC去除效果的影响64
2.2.4.6 沉淀物MAP电镜扫描和XRD检测64-65 2.3 本章小结65-67第三章 猪场废水原液与MAP沉淀尾水批式厌氧发酵研究67-81 3.1 材料与方法67-70
3.1.1 实验材料67-68
3.1.2 实验方案68-69
3.1.2.1 原液和MAP沉淀尾水批式厌氧发酵实验68-69
3.1.2.2 血清瓶厌氧发酵实验69
3.1.3 分析测试方法69-70 3.2 结果与讨论70-79
3.2.1 MAP沉淀尾水与原液发酵过程中NH_4~+-N浓度变化比较70-71
3.2.2 MAP沉淀尾水与原液发酵过程中PO_4~(3-)-P浓度变化比较71-73
3.2.3 MAP沉淀尾水与原液发酵过程中COD降解比较73-74
3.2.4 MAP沉淀尾水与原液发酵过程中TOC降解比较74-76
3.2.5 MAP沉淀尾水与原液发酵过程中TC降解比较76-77
3.2.6 MAP沉淀尾水与原液发酵过程中产气量的比较77-78
3.2.7 MAP沉淀尾水与原液发酵过程中甲烷含量的比较78-79 3.3 本章小结79-81第四章 猪场废水原液与MAP沉淀尾水CSTR厌氧处理研究81-101 4.1 材料与方法81-83
4.1.1 实验材料81-82
4.1.2 厌氧反应器82
4.1.3 实验方法82-83
4.1.4 分析测试方法83 4.2 结果与讨论83-100
4.2.1 P/Mp/N=1/1/5时MAP沉淀尾水与原液厌氧效果对比84-96
4.2.1.1 MAP沉淀尾水与原液厌氧出水中NH_4~+-N浓度比较84-86
4.2.1.2 MAP沉淀尾水与原液厌氧出水中PO_4~(3-)-P浓度比较86-88
4.2.1.3 MAP沉淀尾水与原液厌氧出水中COD去除率比较88-90
4.2.1.4 MAP沉淀尾水与原液厌氧出水中TOC去除率比较90-93
4.2.1.5 MAP沉淀尾水与原液厌氧出水中TC去除率比较93-95
4.2.1.6 MAP沉淀尾水与原液产气率比较95-96
4.2.2 调整P/Mg/N比后MAP沉淀尾水与原液厌氧效果比较96-100
4.2.2.1 MAP沉淀尾水与原液厌氧出水中NH_4~+-N浓度变化比较96-97
4.2.2.2 MAP沉淀尾水与原液厌氧出水中PO_4~(3-)-P浓度变化比较97-98
4.2.2.3 MAP沉淀尾水与原液厌氧出水中COD去除率比较98
4.2.2.4 MAP沉淀尾水与原液厌氧出水中TOC去除率比较98-99
4.2.2.5 MAP沉淀尾水与原液厌氧出水中TC去除率比较99-100 4.3 本章小结100-101第五章 原液和MAP沉淀尾水厌氧发酵液SBR工艺处理研究101-117 5.1 材料与方法101-103
5.1.1 实验材料101-102
5.1.2 SBR反应器102
5.1.3 实验方法102-103
5.1.4 分析测试方法103 5.2 结果与讨论103-115
5.2.1 SBR工艺运行模式研究103-110
5.2.1.1 曝气运行方式研究103-105
5.2.1.2 沉淀、进水与闲置期的确定105-107
5.2.1.3 固定曝气模式下硝化/反硝化研究107-110
5.2.2 CSTR-SBR工艺中MAP沉淀尾水与原液处理效果比较110-115
5.2.2.1 MAP沉淀尾水与原液中NH_4~+-N降解结果比较110-111
5.2.2.2 沉淀尾水与原液中PO_4~(3-)-p降解结果比较111-112
5.2.2.3 沉淀尾水与原液中COD降解结果比较112-113
5.2.2.4 沉淀尾水与原液中TOC降解结果比较113-114
5.2.2.5 沉淀尾水与原液中TC降解结果比较114-115 5.3 本章小结115-117第六章 结论与展望117-121 6.1 研究结论117-119 6.2 研究展望119-121本文创新点121-123参考文献123-139作者简历139
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