Cu對豬場廢水厭氧-好氧生物處理的影響.pdf

1、目前國內(nèi)外對豬場廢水的處理進行了許多研究，但關(guān)于重金屬離子對豬場廢水處理影響的相關(guān)研究卻幾乎是空白。對豬場廢水處理來講，常用的工藝是先厭氧處理后好氧處理，而對重金屬離子毒理作用的忽視往往造成豬場廢水處理的效果不理想甚至失敗。目前，由于高銅添加劑的廣泛應(yīng)用，使豬場廢水銅離子含量超標(biāo)嚴(yán)重，所以很有必要就銅離子對豬場廢水生物處理的影響進行研究。 本研究就Cu離子對豬場廢水厭氧好氧生物處理的影響進行了研究，并對主要工藝參數(shù)進行優(yōu)選，提

2、出豬場廢水生物處理正常運行時污水中Cu離子的臨界濃度以及Cu離子脅迫下SBR的最佳運行工藝。研究的主要結(jié)果如下： 在豬場廢水厭氧發(fā)酵中，在Cu離子濃度達到5mgL-1時對COD去除率幾乎沒有影響。但隨著Cu離子濃度進一步升高，COD去除率急劇下降。另外，隨著溫度的升高，Cu離子脅迫濃度也是有一定程度的升高。由于在養(yǎng)殖廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中出水COD濃度是最重要的指標(biāo)，由試驗得知，常溫厭氧發(fā)酵下Cu離子脅迫濃度為5.99mgL-1，中溫

3、厭氧發(fā)酵下為6.1mgL-1。 試驗發(fā)現(xiàn)，在豬場廢水常溫厭氧發(fā)酵中，Cu離子濃度為5mgL-1時總產(chǎn)氣量(650mL)為最高，以20mgL-1時總產(chǎn)氣量(335mL)為最低；而在中溫厭氧發(fā)酵中，以Cu離子濃度為0mgL-1時總產(chǎn)氣量(1018.5mL)為最高，以20mgL-1時總產(chǎn)氣量(523mL)為最低。這說明在常溫下Cu離子濃度不高于5mgL-1的情況下，Cu離子對主要產(chǎn)氣菌甲烷菌的生長是起一定促進作用的，可能是作為微生物

4、體內(nèi)輔基或輔酶的必須成分發(fā)揮作用。這也表明在中溫條件下，產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)酸菌的活性都有一定程度的提高，所以其產(chǎn)氣量要大大超過相同濃度水平的常溫組。但隨著溫度升高，產(chǎn)氣菌對Cu離子的耐受性有一定下降。 常溫厭氧發(fā)酵時，Cu離子濃度為0mgL-1水平時VFA值最高(8895mdgL-1)，其次則為20mgL-1水平(8665mgL-1)，而在中溫條件下Cu離子濃度為0mgL-1水平時為最高(9885mgL-1)。對于VFA而言，受Cu

5、離子的抑制作用不如產(chǎn)氣率和COD去除率那樣明顯和富有規(guī)律性。這是由于Cu離子超過脅迫濃度后可能對甲烷菌產(chǎn)生了抑制，造成VFA的積累以及水解酶和產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌隨著Cu離子濃度升高在一定程度會受到毒害這正負(fù)兩方面綜合作用的結(jié)果。 在整個常溫厭氧發(fā)酵周期，pH變化集中于7.3～8.2之間，而中溫pH變化集中于7.3～8.3之間。各濃度水平之間變化幅度相差不大，即受Cu離子的抑制作用影響不明顯，這也間接證明Cu離子主要針對產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生毒害

6、作用而非產(chǎn)酸菌。從整個發(fā)酵周期趨勢來看，常溫組pH略低于中溫組，這可能是由于在常溫下，甲烷菌的活性較低，產(chǎn)酸速度和產(chǎn)氣速度會在一段時間內(nèi)失去平衡，出現(xiàn)一定的酸積累，抑制甲烷菌的降解和轉(zhuǎn)化。 通過生物相觀察發(fā)現(xiàn)，在脅迫濃度水平，產(chǎn)甲烷短桿菌屬數(shù)量急劇減少，且出現(xiàn)菌體形態(tài)異常的情況，產(chǎn)甲烷球狀菌屬出現(xiàn)少量增加。這證明Cu離子主要針對產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生毒害作用，但甲烷球狀菌屬對Cu離子的毒害作用的耐受性強于產(chǎn)甲烷短桿菌屬。 綜合

7、考慮運行效率和運行成本，可以確定在污水SBR處理系統(tǒng)中，基于COD去除工藝的SBR最優(yōu)工況為運行周期為540min，即限制性曝氣進水75min，曝氣315min、沉淀75min，排水50min、閑置25min?；诿摰椎淖顑?yōu)工況是運行周期為660min，即進水60min，缺氧60min，曝氣420min、沉淀60min、排水60min。 Cu對污水SBR處理系統(tǒng)的運行有一定的脅迫作用。在基于COD去除的工況中，Cu的脅迫

8、臨界濃度分別為Cu2+對SBR的臨界脅迫濃度分別為4.956mgL-1(按Cu2+排放標(biāo)準(zhǔn))和2.994mgL-1(按COD排放標(biāo)準(zhǔn))：在基于脫氮除磷的工況中，Cu2+的脅迫臨界濃度為0.6813mgL-1，另外，進水CH2+濃度對COD去除率的影響較為明顯，而對出水Cu2+的去除率影響較弱。 在Cu2+存在下，可降低COD基質(zhì)降解的一級反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)K，同時豬場廢水中可生物降解的COD濃度以及COD可生化率在一定程度上得以上