養(yǎng)殖固體廢棄物發(fā)酵液為碳源處理養(yǎng)殖水氮素的研究.pdf

1、水產(chǎn)養(yǎng)殖固體廢棄物主要來源于養(yǎng)殖系統(tǒng)中的殘餌、糞便以及養(yǎng)殖對象的代謝物。這些物質中均含有大量可被生物降解的物質，通過厭氧消化技術可將其水解酸化，產(chǎn)生能被反硝化細菌利用的有機物，作為養(yǎng)殖廢水反硝化處理過程中所需要的碳源，實現(xiàn)養(yǎng)殖固體廢棄物的資源化再利用。但是，養(yǎng)殖固體廢棄物在水解產(chǎn)生有機物過程中也伴隨著大量氨氮的產(chǎn)生，所以如何實現(xiàn)養(yǎng)殖固體廢棄物的合理資源化利用以及達到硝酸鹽氮和氨氮的同步去除效果，成為近年許多學者關注和研究的熱點問題。

2、r>　　本研究結合同步硝化反硝化（Simultaneous Nitrification and Denitrification,SND）系統(tǒng)，研究了以養(yǎng)殖固體廢棄物發(fā)酵液為碳源處理循環(huán)水養(yǎng)殖廢水時影響脫氮效果的因素以及處理效果，為養(yǎng)殖固體廢棄物的合理，有效資源化利用以及循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)污染零排放的健康養(yǎng)殖模式提供理論參考。
　　1.利用水產(chǎn)養(yǎng)殖固體廢棄物發(fā)酵液為碳源處理養(yǎng)殖用水無機氮效果的研究
　　對不同固液配比下養(yǎng)殖固體廢棄

3、物發(fā)酵液做碳源的同步硝化反硝化效果進行了研究。實驗結果表明，養(yǎng)殖固體廢棄物和養(yǎng)殖廢水分別以A組1:4，總固體懸浮物（Total solid suspension,TSS）為3756.5±958.12mg/L，C/N=12.33；B組1:3，TSS為5109.0±1127.12 mg/L，C/N=10.49和C組1:2.5，TSS為5828.5±2008.8mg/L，C/N=6.63的固液配比在35℃、180 r/min的恒溫搖床（Inn

4、ova43R，艾本德，德國）中進行厭氧發(fā)酵24 h時，A組水解發(fā)酵更充分，發(fā)酵液中溶解性化學需氧量（Soluble chemical oxygen demand,SCOD）的含量最高，均值為639.93±128.52 mg/L，比B組、C組固液配比下SCOD含量增加了11.6％和42.5%。同時，在歷時35 d的同步脫氮實驗結果表明，A、B、C三組NO3--N的平均去除率分別為58.8±28.1%、44.8±28.6%和29.4±19.

5、3%，其最大去除率則分別為98.1±3.4%、97.3±2.1%以及76.2±2.6%；總氨氮(Total ammonia nitrogen, TAN)去除率平均值為A組76.6±23.8%、B組76.0±22.8%和C組77.6±20.7%，且NO2--N沒有發(fā)生積累。從第15 d開始，反應器運行穩(wěn)定，A組總氮（Total nitrogen,TN）去除率達到71.2±20.3%，B組70.50±16.7%以及C組60.3±15.3%，

6、獲得了較好的脫氮效果。其中以1:4（A組），TSS為3756.5±958.12 mg/L，C/N=12.33的實驗配比組效果最佳。
　　2.發(fā)酵時間對揮發(fā)性脂肪酸的影響以及不同C/N比下脫氮除磷效果
　　本實驗在實驗一的基礎上，研究了不同發(fā)酵時間下，養(yǎng)殖固體廢棄物發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸（Volatile fatty acids,VFA）的濃度變化，以及不同碳氮比下的同步脫氮效果。實驗結果表明，在發(fā)酵溫度35℃，初始pH相同時

7、，隨著發(fā)酵時間延長，發(fā)酵系統(tǒng)中產(chǎn)生的VFA的含量越高；在發(fā)酵第4 d時，VFA的質量濃度達到最大，為3129.38±885.19 mg/L，第3 d時，VFA的含量達到了3032.77±197.93 mg/L，與第3 d相比，其第4 d的優(yōu)勢不明顯。從第5 d開始，VFA的濃度并沒有隨發(fā)酵時間的延長而增加，而是出現(xiàn)了下降。到實驗結束時，VFA的含量由3129.38±885.19 mg/L下降到1825.07±152.9 mg/L。綜合各

8、方面因素考慮，認為用1:4配比進行養(yǎng)殖固體廢棄物的水解發(fā)酵，其最佳時間為3 d。當反應器溶氧（Dissolved oxygen,DO）控制在0.25~0.5 mg/L，溫度25℃左右，pH值在6.5~7.5的范圍時，6組C/N比下的脫氮除磷效果明顯，NO3--N的去除率達到70%左右。同時，隨著C/N比增加，總磷（Total phosphorus;TP）的去除率增加，當C/N=22.32時，TP去除率達到最大，為89.2±2.7%。

9、r>　　3.以養(yǎng)殖固體廢棄物發(fā)酵液為碳源時不同水力停留時間下的脫氮除磷效果
　　針對不同水力停留時間（Hydraulic retention time, HRT）對脫氮除磷效果的不同影響，本部分研究了以1:4固液配比發(fā)酵后的養(yǎng)殖固體廢棄物發(fā)酵液做碳源時，不同HRT（4 h、8 h、10 h、12 h）對脫氮效果的影響，其相對應的水交換速度分別為0.5 L/h、0.25 L/h、0.2 L/h以及0.17 L/h。實驗結果表明，利用

10、序批式反應器（Sequencing batch reactor,SBR），維持反應器DO在0.25~0.5 mg/L，pH6.5~7.5，溫度25℃，C/N=3.09，HRT為4 h，水交換速度為0.5 L/h時，可以達到較好脫氮除磷的效果，NO3--N以及TAN的平均去除率達到85.4±6.0%和52.75±12.1%。TAN的去除效果隨HRT的延長有所提高，但去除優(yōu)勢不明顯，且NO2--N在整個實驗周期中沒有發(fā)生積累。同時，TP的去

11、除率并沒有隨HRT的延長而增加，而是在4種HRT下其去除效果相似，平均去除率均在60%以上。
　　4.三種不同碳源對養(yǎng)殖廢水的脫氮效果比較
　　本部分探討了SBR同步硝化反硝化系統(tǒng)中以養(yǎng)殖固體廢棄物發(fā)酵液、葡萄糖、甲醇三種物質分別為碳源時，其反應系統(tǒng)中同步脫氮除磷的變化情況。實驗結果表明，維持反應器DO為0.25~0.5 mg/L，溫度23℃，pH值6.5~7.5時，反應器連續(xù)運行30個周期的情況下，三種不同碳源的脫氮效果為

12、甲醇＞養(yǎng)殖固體廢棄物發(fā)酵液＞葡萄糖（C/N比的均值分別為7.4、6.57和7.3），且甲醇組TN的去除率僅比養(yǎng)殖固體廢棄物發(fā)酵液組高10.9%，其TN去除率分別為67.9±17.4%、60.5±16.6%和31.8±13.8%。養(yǎng)殖固體廢棄物發(fā)酵液組對于TP也有較好的去除效果且明顯高于甲醇組和葡萄糖組，其TP去除率分別為55.6±14.8%、19.5±9.6%和18.1±8.9%。所以以養(yǎng)殖固體廢棄物發(fā)酵液為碳源處理養(yǎng)殖廢水時，可以達到