豬場廢水厭氧沼液SFAO4微氧曝氣處理工藝脫氮性能研究.pdf

1、近年來，隨著我國生豬養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；l(fā)展和環(huán)境容量的限制，規(guī)模化豬場養(yǎng)殖廢水厭氧產(chǎn)沼處理產(chǎn)生的低COD/TN比（C/N比＜5）沼液環(huán)境污染日益突出，為此國家對《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》(GB18596-2001)進行了修訂，出臺了該標準的二次征求意見稿，污染物排放限值將更加嚴格，COD、NH4+-N、TP等排放限值大幅度降低，且新增TN、重金屬等指標，研發(fā)新型低C/N比沼液高效低耗脫氮除碳技術(shù)對生豬養(yǎng)殖業(yè)養(yǎng)殖廢水污染防治具有重要現(xiàn)實意義。

2、本文針對傳統(tǒng)規(guī)?；i場低C/N比沼液處理脫氮除碳達標處理難、運行成本高、穩(wěn)定性差等問題，研發(fā)了一套豬場沼液SFAO4（Step-feed four-stage micro aeration units）微氧曝氣高效低耗同步脫氮除碳處理工藝。研究目的在于探明豬場原水分步進水條件下SFAO4微氧曝氣處理工藝的脫氮除碳性能，優(yōu)化水力停留時間(HRT)運行參數(shù)，提升反應器的脫氮除碳性能與運行穩(wěn)定性。同時借助熒光定量PCR技術(shù)初步解析該工藝的生物

3、脫氮機理。研究結(jié)果可為規(guī)?；i場養(yǎng)殖廢水處理工藝的提標改造和污染防治提供技術(shù)指導。論文主要結(jié)論如下:
　　(1) SFAO4微氧曝氣處理工藝對豬場沼液COD、NH4+-N和TN的去除效果顯著。通過原水調(diào)配控制進水平均C/N比大于5，在微氧條件下(DO＜0.5mg/L)，可顯著提升SFAO4微氧曝氣處理工藝的脫氮性能，提高TN的去除負荷和去除率，降低出水NH4+-N和TN濃度(平均TN去除負荷可從0.078 kg/(m3·d)提高至

4、0.137 kg/(m3·d)，平均NH4+-N和TN去除率可分別提高7.9％和19.4％）;反應器分步進水階段穩(wěn)定運行期，平均NH4+-N和TN去除率分別為96.4％和89.9％，平均出水NH4+-N和TN濃度分別達到30 mg/L和85 mg/L。原水分步進水對SFAO4反應器的除碳性能無顯著影響，分步進水前后COD平均去除率均可保持在94％左右，反應器分步進水階段穩(wěn)定運行期的平均出水COD濃度為270mg/L。
　　(2)通

5、過優(yōu)化水力停留時間，確定了SFAO4微氧曝氣工藝的最佳HRT為4.5 d。SFAO4微氧曝氣處理工藝在不同HRT條件下均具有穩(wěn)定的脫氮除碳性能。NH4+-N、TN和COD的去除負荷隨著HRT的縮短而出現(xiàn)先上升后下降的趨勢，工藝處理出水平均COD均小于300 mg/L， NH4+-N小于25 mg/L，TN小于70mg/L，NH4+-N和TN指標均優(yōu)于《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標準》（二次征求意見稿）的排放要求。當HRT=4.5 d時，SFA

6、O4微氧曝氣處理工藝的脫氮除碳性能最佳，NH4+-N、TN和COD平均去除負荷均為最高，可分別達到0.152 kg/(m3·d)、0.154 kg/(m3·d)和1.250 kg/(m3·d)，其TN和COD的去除率也均為最高，可分別達到95.6％和96.8％，氨氮的去除率可達97.8％。
　　(3)豬場廢水厭氧沼液SFAO4反應器主要通過同步硝化反硝化作用和部分厭氧氨氧化作用實現(xiàn)生物脫氮。厭氧沼液SFAO4反應器穩(wěn)定運行期氮循環(huán)

7、主要功能基因拷貝數(shù)nirS＞ AOBamoA＞nirK＞ nxrB＞ hzo＞AOA amoA。在硝化過程中，氨氧化細菌(AOB)為主要的優(yōu)勢菌，而在反硝化過程中，nirS型的反硝化細菌起主導作用。原水分步進水有利于提高硝化功能基因（AOB amoA和nxrB）、反硝化過程功能基因(nirS和nirK)以及厭氧氨氧化功能基因（hzo）的拷貝數(shù)，同步富集各單元的硝化細菌、反硝化細菌和厭氧氨氧化細菌，從而提高硝化與反硝化脫氮效率，降低工藝出