畜禽養(yǎng)殖場沼液的微電解—電極—SBBR處理工藝研究.pdf

1、隨著我國的畜禽養(yǎng)殖業(yè)逐步走向規(guī)?；?、集約化，大中型沼氣工程也隨之得到迅猛發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程在利用廢物產(chǎn)生清潔能源的同時形成了大量的成分復雜，濃度高的沼液，這已成為大中型沼氣工程發(fā)展的制約因素。目前對于沼液處理盡管可以采用還田處理或者是資源化利用的方式，但是這兩種消納方式受到多種條件的制約，尤其受到我國地少人多等實際條件的限制，因此工藝性工程化處理畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程所產(chǎn)生的大量沼液仍是必然的選擇。
　　鑒于沼液高氮磷、低C/N

2、比的特點，考慮通過物化的預處理方法，改變其溶液的理化性質(zhì)，去除或降解難降解的有機物，強化后續(xù)的生化處理，使排放廢水能夠達到《畜禽養(yǎng)殖行業(yè)污染物排放標準》(GB18586-2001)規(guī)定的要求。開展沼液處理工藝研究，考察鐵炭微電解、電解物化處理單元的可行性，考察SBBR及電極-SBBR工藝生化處理單元的可行性，研究“三級微電解-電解”物化處理沼液組合工藝的可行性及處理效能，進行微電解-電極-SBBR組合工藝的處理效能試驗研究。
　　

3、1、鐵炭微電解試驗
　　鐵炭微電解試驗選擇曝氣量、初始pH值、鐵炭體積比(Fe/C)和水力停留時間（HRT）作為試驗影響因素，經(jīng)單因素試驗結(jié)果推薦反應(yīng)條件分別為:15.0mL/min·L沼液（曝氣量）、4～5（初始pH值）、1∶1(Fe/C)，2.5h(HRT)，其COD、NH4+-N、TN、TP的去除率分別為37.22％～44.74％、18.47％～30.42％、20.32％～40.75％、66.01％～87.56％。正交試驗表

4、明，各因素對COD去除率的影響程度大小為HRT＞曝氣量＞pH值＞Fe/C，對NH4+-N去除率的影響程度大小為Fe/C＞HRT＞pH值＞曝氣量，對TP去除率的影響程度大小為曝氣量＞HRT＞pH值＞Fe/C。通過綜合平衡分析后，鐵炭微電解的推薦工作條件是曝氣量為15.0L/min·L，初始pH值為4，F(xiàn)e/C為2∶1，HRT為2.5h。微電解的多級串聯(lián)試驗表明，3級反應(yīng)的去除效果最為合理。通過平行試驗證明了微電解處理效果的穩(wěn)定性。

5、　　填料的掃描電鏡發(fā)現(xiàn)，用水沖洗過的反應(yīng)后的填料可以恢復其活性;沉淀物的XRD圖譜分析，證實了磷是以FePO4的形式去除的。
　　2、電解試驗
　　電解試驗選擇極電壓、反應(yīng)時間、初始pH值、極板間距作為試驗的影響因素，試驗結(jié)果表明，在10V（極電壓）、3.0h（反應(yīng)時間）、5.0(pH值)和20mm（極板間距）的條件下，其去除效果最好，COD、NH4+-N和TP的去除率分別為:30.77％～59.00％、6.34％～10.6

6、6％和22.91％～44.04％，在此推薦反應(yīng)條件下，通過變換極板的電極、三維電極、曝氣和增加極板數(shù)等方式來改變反應(yīng)的條件，試驗結(jié)果表明，曝氣對于COD、NH4+-N的影響最大，而增加極板數(shù)對TP的影響最大，因此最終選擇增加曝氣作為反應(yīng)改變的條件。
　　3、SBBR及電極-SBBR試驗
　　歷時6周完成了對SBBR及電極-SBBR反應(yīng)器活性污泥的掛膜馴化，結(jié)束時，軟性填料上形成了1.2～1.5mm生物膜，鏡檢發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中累枝蟲

7、、輪蟲等原生動物為優(yōu)勢微生物，且形成了較為密實的菌膠團。SBBR及電極-SBBR的比較試驗結(jié)果表明，經(jīng)過電極強化的SBBR工藝，對污染物的去除能力有大幅度的提高。最終依據(jù)試驗結(jié)果，推薦7.0h作為反應(yīng)的運行周期，其運行工況為:進水→厭氧(1.0h)→曝氣（4.0、通電）→缺氧/厭氧（2.0h、通電）→出水→閑置。
　　按照確定的運行工況，選擇極電壓、DO質(zhì)量濃度、填料密度作為運行的影響因素，試驗結(jié)果表明，在15V、4～5mg/L和

8、30％的反應(yīng)條件下，其COD、氨氮和TP的去除率分別為61.57％～69.81％、84.38％～90.69％和54.80～65.26％。在推薦的工藝條件下，運行電極-SBBR工藝穩(wěn)定運行的30d內(nèi)，COD和NH4+-N的去除效果較好，其去除率分別維持在70％和80％以上，出水較為穩(wěn)定，基本都能夠達到《畜禽養(yǎng)殖行業(yè)污染物排放標準》規(guī)定的要求，并且都有一定的抗沖擊負荷的能力;對TP的處理效果也較為穩(wěn)定，但去除效果不理想，平均出水濃度為8.8

9、6mg/L，超過了8.00mg/L的限值要求，因此還需進行強化處理。
　　4、工藝組合試驗
　　在微電解、電解處理工藝的基礎(chǔ)上，進一步開展了“微電解-電解”物化處理組合工藝的試驗研究。該工藝對COD、BOD5、氨氮、TP和SS都有明顯的去除效果，BOD5/COD由進水的0.19提高到0.53～0.57，顯著的提高了出水的可生化性，出水TP(3.95～7.17mg/L)能夠達到GB18586-2001的標準要求，其余與標準之間

10、還存在較大差距。微電解與電解的對比試驗表明，按照各自推薦的反應(yīng)條件，在相同的時間內(nèi)，微電解的處理效果優(yōu)于電解，尤其是NH4+-N、TP和SS的去除效果差異性較大，因此選擇鐵炭微電解作為沼液的預處理方法。
　　在此基礎(chǔ)上，進行了“三級微電解-電極-SBBR”工藝的組合的試驗研究，在COD、氨氮、TP和SS的進水濃度分別為4400.00～6660.00、804.43～1675.95、89.87～175.41和5724～11462mg/

11、L，進水pH值4.3～5.1的情況下，經(jīng)過運行可知，前8天，各指標的出水濃度分別為231.00～396.00、56.55～79.39、5.82～7.84和89.20～177.30mg/L之間，達到了GB18586-2001規(guī)定的400.00、80.00、8.00和200.00mg/L的指標要求。因此將8d作為一個運行周期，用自來水通過反沖洗的方式去除吸附在鐵炭填料表面的物質(zhì)，使鐵炭填料活化，然后再繼續(xù)進行處理。
　　本文在單工藝基