豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程酸化及其應(yīng)對(duì)策略.pdf

1、豬場廢水經(jīng)過厭氧生物處理后，產(chǎn)生的厭氧消化液（沼液）中的部分污染物濃度仍然很高，特別是氨氮，遠(yuǎn)不能達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。在土地緊張地區(qū)，豬場廢水厭氧消化液一般需要進(jìn)一步好氧處理，但是，好氧處理效果比較差，效果差的主要原因是好氧處理過程發(fā)生酸化?；诖?，本論文緊密圍繞“豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程酸化及其應(yīng)對(duì)策略”展開研究。本文采用序批式反應(yīng)器(SBR)，研究了豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程酸化及其對(duì)污染物去除的影響，并探尋了解決厭氧

2、消化液好氧處理過程酸化問題及改善污染物去除性能的方法，分析了改善機(jī)理，得出了以下結(jié)論:
　　(1)研究了豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程酸化及其對(duì)主要污染物去除效能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:在進(jìn)水的COD和NH4+-N濃度分別為540 mg/L和400 mg/L條件下，HRT(HydraulicRetention Time，水力停留時(shí)間)1.25d、HRT2.5d和HRT5d反應(yīng)器中都出現(xiàn)酸化，pH最低達(dá)到6.0左右。HRT1.25d、

3、HRT2.5d和HRT5d對(duì)COD去除率分別為-22.1％、-14.3％和3.23％;對(duì)氨氮去除率分別能達(dá)到70.1％、75.0％和80.7％。TP基本沒有去除。再將HRT延長到7.5d、10d和12.5d，COD去除率分別能達(dá)到4.34、5.46和8.88％;氨氮去除率分別為81.1％、82.3％和83.0％。反應(yīng)器HRT延長長，雖然對(duì)氨氮去除率稍有升高，但氨氮去除負(fù)荷卻大大降低。主要原因是，低的pH值影響微生物的生長和代謝，同時(shí)也影

4、響底物有效性，并且產(chǎn)生大量的游離亞硝酸，對(duì)硝化細(xì)菌產(chǎn)生毒害作用;在低pH下，微生物細(xì)胞中的磷和化學(xué)沉淀物中的磷會(huì)大量溶解，影響磷的去除。
　　(2)初步考察了接種厭氧氨氧化污泥(AN)對(duì)豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程酸化的改善作用，同時(shí)以厭氧消化液中添加豬場廢水原水(RW)作為參照，并使用Miseq高通量測序技術(shù)分析了兩種改進(jìn)方法污泥中微生物多樣性。研究結(jié)果表明:與沒有改進(jìn)組(CG)(SBR直接處理豬場廢水厭氧消化液)相比，AN和

5、RW組對(duì)COD去除率分別提高60.2％和102.6％，總無機(jī)氮（TIN）去除率分別為提高了11.1％和73.3％，RW組的改進(jìn)效果最明顯。亞硝化單胞菌(Nitrosomonas)(一種氨氧化細(xì)菌(AOB))在沒有改進(jìn)的(CG)組(7.9％)和AN組(4.2％)的相對(duì)豐度高于RW組(0.79％);RW組富集的氨氧化菌(AOB)相對(duì)豐度小于亞硝酸鹽氧化菌(NOB)的富集，而CG組和AN組則相反。這些數(shù)據(jù)可解釋CG組和AN組出現(xiàn)亞硝酸積累，而

6、RW組沒有出現(xiàn)亞硝酸鹽積累氨。只有AN組出現(xiàn)厭氧氨氧化細(xì)菌的富集，但相對(duì)豐度比較低（Candidatus Brocadia=0.05％），所以沒能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的高效自養(yǎng)脫氮。
　　(3)進(jìn)一步考察了添加零價(jià)鐵（IS組）對(duì)豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程酸化的改善作用，同時(shí)以添加堿(Na2CO3)（AA組）作參照，與沒有改進(jìn)組(CG)相比，IS組合AA組對(duì)COD去除率分別提高13.2％和0.6％（扣除亞硝酸鹽影響），對(duì)NH4+-N去除率分

7、別提高了22.7％和22.5％，對(duì)總無機(jī)氮(TIN)去除率分別提高了91.7％和10.5‰對(duì)TP去除分別提高了72.6％和11.9％。穩(wěn)定運(yùn)行期間，IS組對(duì)COD、NH4+-N、TIN和TP去除率最高能分別達(dá)到82.7％、100％、98.2％和81.2％。IS組對(duì)污染物去除效果提高最明顯。
　　(4)通過反應(yīng)器出水中Fe2+、Fe3+濃度測試，污泥電鏡掃描及元素、礦物分析，污泥對(duì)不同底物轉(zhuǎn)化活性試驗(yàn)，以及微生物高通量測序等手段，初

8、步研究了零價(jià)鐵（廢鐵屑）改善豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程氨氮去除的機(jī)理。結(jié)果表明:添加零價(jià)鐵的豬場廢水厭氧消化液SBR(好氧/缺氧)處理體系獲得高的氨氮和總無機(jī)氮（TIN）去除效果是因?yàn)榘毖趸?、亞硝酸鹽氧化、異養(yǎng)反硝化、厭氧氨氧化和厭氧鐵氧化共同作用的結(jié)果。
　　由上可知，添加零價(jià)鐵（廢鐵屑）能顯著改善豬場廢水厭氧消化液好氧處理的效果，出水中COD和氨氮的濃度符合畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18596-2001)。添加零價(jià)鐵的