豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程酸化及其應對策略.pdf

1、豬場廢水經過厭氧生物處理后，產生的厭氧消化液（沼液）中的部分污染物濃度仍然很高，特別是氨氮，遠不能達到國家排放標準的要求。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對策略”展開研究。本文采用序批式反應器(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，分析了改善機理，得出了以下結論:
　　(1)研究了豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程酸化及其對主要污染物去除效能的影響。試驗結果表明:在進水的COD和NH4+-N濃度分別為540 mg/L和400 mg/L條件下，HRT(HydraulicRetention Time，水力停留時間)1.25d、HRT2.5d和HRT5d反應器中都出現酸化，pH最低達到6.0左右。HRT1.25d、

3、HRT2.5d和HRT5d對COD去除率分別為-22.1％、-14.3％和3.23％;對氨氮去除率分別能達到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％。反應器HRT延長長，雖然對氨氮去除率稍有升高，但氨氮去除負荷卻大大降低。主要原因是，低的pH值影響微生物的生長和代謝，同時也影

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

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

6、RW組沒有出現亞硝酸鹽積累氨。只有AN組出現厭氧氨氧化細菌的富集，但相對豐度比較低（Candidatus Brocadia=0.05％），所以沒能實現預期的高效自養(yǎng)脫氮。
　　(3)進一步考察了添加零價鐵（IS組）對豬場廢水厭氧消化液好氧處理過程酸化的改善作用，同時以添加堿(Na2CO3)（AA組）作參照，與沒有改進組(CG)相比，IS組合AA組對COD去除率分別提高13.2％和0.6％（扣除亞硝酸鹽影響），對NH4+-N去除率分

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

8、步研究了零價鐵（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理。結果表明:添加零價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氮（TIN）去除效果是因為氨氧化、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果。
　　由上可知，添加零價鐵（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)污染物排放標準(GB18596-2001)。添加零價鐵的