新型高效反应器组合系统处理奶牛养殖场废水试验研究

选择一种新型高效反应器系统对奶牛养殖场废水进行处理试验研究,这种反应器系统主要包括两级组合生物巢厌氧反应器和砂式沼液处理池.试验结果表明,该系统处理奶牛养殖废水速度快,两级组合生物巢厌氧反应器水力停留时间(HRT)仅为15h,处理效率高,砂式沼液处理池结构简单,对生物巢厌氧反应器出水处理效果好.该新型高效反应器组合系统对化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮(NH3-N)和总固体悬浮物(TSS)的平均去除率分别为97.6%、98.2%、81.3%和98.1%,出水体积质量平均值分别为89.0、27.1、15.7mg·L-1和64.9mg·L-1,满足国家二级排放标准.     

厌氧发酵技术处理畜禽养殖废水的研究进展

厌氧发酵技术处理畜禽养殖废水是实现畜禽粪污资源化、无害化和减量化的重要途径。为提高厌氧发酵技术在畜禽养殖废水实际应用中的处理效率,对影响厌氧发酵的主要因素C/N、温度、pH、水力停留时间(HRT)、总固体(TS)浓度、抑制物等研究进展进行综述,分析厌氧发酵技术处理畜禽养殖废水中存在的问题,提出工艺运行参数控制范围、发酵抑制消除措施以及对未来重点研究内容等建议。     

3种湿地植物对养猪废水的净化效果

[目的]研究3种湿地植物对养猪废水的脱氮除磷效果。[方法]采用人工湿地工艺处理技术,研究水葫芦、芦苇、水花生对养猪废水中氨氮(NH_4~+-N)、总磷(TP)、化学需氧量(COD_(Cr))的去除效果。[结果]水力停留时间(HRT)为20 d时,人工湿地对COD_(Cr)、NH_4~+-N、TP的去除效果较好,平均去除率分别达到85.5%、90.6%和82.2%,达到了预期目的。[结论]该工艺能使工程化处理养猪废水达到国家标准。     

不同水生植物对养猪废水净化效果研究

[目的]筛选适用于养猪废水的人工湿地优势物种。[方法]选取鸢尾、美人蕉、水芹、梭鱼草4种水生植物,通过垂直流人工湿地装置,监测不同水力停留时间对污水中化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)和氨氮(NH₄⁺-N)浓度的影响,分析4种水生植物对污水的净化效果。[结果]随着水力停留时间的延迟,人工湿地中废水中COD、TN、TP和NH₄⁺-N的浓度逐渐下降,净化效果越好。当水力停留时间为5 d时,鸢尾对COD和NH₄⁺-N的去除率最高,分别为61.80%和68.35%;梭鱼草对TN和TP的去除率最高,分别为30.92%和81.53%。[结论]人工湿地对养猪废水净化效果以种植鸢尾和梭鱼草较佳。     

水解酸化预处理对A2O工艺处理养殖废水的技术研究

[目的]研究水解酸化预处理后,A~2O工艺对养殖废水的处理效果。[方法]在常温条件下,水解酸化池接种污泥采用好氧污泥,通过逐渐增加进水浓度的方式启动,对比pH、COD和氨氮等相关参数,确定系统最佳水利停留时间,然后组合A~2O工艺,进一步对废水进行处理。[结果]系统启动后,水解酸化池pH稳定在6.5～6.7,COD去除率为27%左右,总磷去除率在4%～6%,对氨氮无明显去除作用,系统最佳水利停留时间为10 h;组合工艺处理废水的COD、氨氮和总磷去除率分别达89.7%、77.3%和84.2%。[结论]水解酸化预处理后,A~2O系统的性能有了明显提升,出水可满足畜禽养殖业污染物排放标准要求。     

狐尾藻净化生猪养殖场沼液的研究

通过水培试验,研究狐尾藻对生猪养殖场沼液的净化能力,在此基础上分析20、40、60 d 3个不同水力停留时间对狐尾藻生物量、植株养分、水体CODCr、氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总磷、溶解氧及pH变化的影响。结果表明:20%~30%沼液可以提高狐尾藻生物量和其体内氮磷钾含量,处理组相比空白组,生物量可以提高1.6~4.9倍、氮磷钾分别可以提高1.5~2.0、1.57~1.90、1.35~1.88倍;狐尾藻对沼液有一定净化能力,当水力停留时间为40 d时,狐尾藻对沼液的处理效果最好,沼液CODCr、氨氮及总磷去除率分别为65.99%、59.54%及90.06%。鉴于此,狐尾藻可作为猪场沼液净化的理想水生植物,具有良好的应用前景。     

基于响应面法优化的MBBR处理水产养殖废水研究

为了提高水产养殖废水处理效率,采用Box-Behnken试验设计,以氨氮去除率为响应值,设计了一个3因素3水平的响应面法用于MBBR处理水产养殖废水的工艺优化,建立了水力停留时间、碳氮比及溶解氧3个关键因素与氨氮去除率之间的回归模型。结果表明,所得回归模型极显著,决定系数R²=0.990 5,变异系数仅为1.05%,且失拟项不显著(P>0.05),说明回归方程用于描述各因素与响应值之间的非线性方程关系是显著的,即试验方案是可靠的。各影响因素对氨氮去除率影响程度由大到小依次为溶解氧、水力停留时间和碳氮比,确定在水力停留时间8.65 h、碳氮比4.67、溶解氧4.63 mg·L^-1的最佳工艺条件下,氨氮的去除率达到92.32%,与实测值接近,表明回归模型拟合度好。     

生态因子对改性聚氨酯生物膜系统运行效能的影响

载体是生物膜工艺处理污水的核心,为通过生态因子提高生物膜的运行效能,以改性聚氨酯填料(MPU)为研究对象,考察温度、有机底物浓度与水力停留时间等生态因子对生物膜系统运行效果的影响。结果表明:MPU生物膜系统经过10d的启动运行,出水COD和氨氮去除率达到70%,逐渐形成稳定的生物膜。系统随温度升高出水COD和氨氮去除率提高,15℃时出水COD和氨氮可达到80%。系统进水COD由100mg·L-1增加至300mg·L-1时,出水COD去除率由60%增加至80%,氨氮去除率达到85%。生物膜系统随HRT延长出水COD和氨氮去除率呈增加趋势,HRT由2h延长至8h,COD去除率由80%提高至90%,氨氮去除率达到96%。     

太湖蓝藻产沼气潜力及复合折流板反应器(ABR)工艺中试

采用批次发酵方式研究了太湖蓝藻产沼气潜力,并进行了理论值推算。同时采用复合折流板反应器（ABR）工艺,进行了太湖蓝藻厌氧发酵的中试运行,以评估ABR工艺处理蓝藻的可行性。研究结果表明,在35℃、发酵60d条件下,蓝藻实际TS（总固体）产气潜力为378．61ml／g、VS（挥发性固体）产气潜力为410．80mL／g,发酵前15d,产气量占到总产气量的60％以上,化学需氧量（COD）去除率达到46．7％。中试运行结果表明：在有机负荷为10000～30000mg／L、外界气温28℃左右、水力停留时间（HRT）为10d的条件下,COD去除率平均达到65％左右,pH值较稳定;而当外界温度下降后,延长HRT至20d,COD去除率降低至45％左右。此外,中试发酵沼液中的藻毒素（MC-RR、MC-LR）含量,均低于世界卫生组织（WHO）已制定的基准值（1μg/L）,表明厌氧发酵处理可以达到蓝藻无害化处理的目的。     

生物巢厌氧反应器处理奶牛养殖废水效果研究

为提高奶牛养殖场废水处理效果及处理效率,减少养殖场废水随意排放对周围环境造成的污染,本研究采用生物巢结构厌氧反应器的方法,研制出一种适合处理废水的快速高效生物巢厌氧反应器,对其进出水水质和处理效果进行监测和分析。结果表明:1)生物巢厌氧反应器示范工程对奶牛养殖废水处理效果好,对化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮(NH₃-N)、总P(TP)和总固体悬浮物(TSS)的平均去除率分别为76.7%、76.9%、50.5%、39.6%和89.9%;2)生物巢厌氧反应器的水力停留时间(HRT)仅为15 h,池容产气率高,最高达到1.635 m³/(m³·d)。     

基于氨氮低吸附的折流式沉降滤过装置去除沼液中悬浮物研究

以多级好氧折流沟串联沉降装置为基础，最大限度地保留沼液中氮素养分的同时，去除沼液废水中悬浮物。根据材料静态条件下等温吸附及解吸率结果，筛选氨氮低吸附填料，接着在动态条件下考察好氧折流沟内填料深度及运行时间对沼液中悬浮物去除效果与氨氮浓度的影响。结果显示，在人工沸石、河砂、石英砂和沙漠砂四种材料中，河砂的吸附强度、吸附指标及解吸值最低。选取河砂作为动态好氧折流沟填料，在水力负荷0.75 L/h、滞留时间24 h条件下，无填充、低填充、中填充及高填充对沼液废水中悬浮物最大去除量分别为4.8 g/L、5.1 g/L、8.1g/L和8.4g/L，最大去除率分别为38.0%、51.2%、86.1%和88.7%，而中、高两种填料深度对沼液废水中悬浮物去除量及去除率在第三、四取水口处无明显差异性(P>0.05)。介于应用中材料选取、用量及去除效果比较，河砂填料对沼液废水中氨氮浓度影响最小，建议采用河砂中填料深度的好氧折流沟处理沼液中悬浮物。     

禽畜粪便厌氧发酵产气特性研究

为研究不同畜禽粪便厌氧发酵产气特性,通过批次厌氧发酵实验分类分析5种畜禽粪便的成分、沼液变化及产气规律。结果表明,畜禽粪便碳氮比为6.03~13.43,发酵过程中5种畜禽粪便沼液pH值基本维持在6~7.5,且氨氮浓度小于1500 mg?L_^-1。畜禽粪便发酵周期在47~55 d,出现两个日产气量高峰,且第二个产气高峰(160~393.5 mL)明显高于第一个(137~200 mL)。研究表明,畜禽粪便不存在氨氮抑制,可作为发酵原料。     

基于全混合厌氧反应器厌氧发酵猪粪产生沼液的环境影响分析

为了探究基于全混合厌氧反应器工艺处理猪粪产生沼液的主要成分和沼液还田的环境影响,通过采集3个规模化养殖场的猪粪、经厌氧发酵产生的沼液及沼液灌溉后的土壤样品,分别检测分析了样品中化学需氧量（COD）、5日生化需氧量（BOD5）、重金属含量和营养元素等物质含量。结果表明：基于全混合厌氧反应器工艺处理猪粪后,沼液中COD和氨氮的去除率分别为63%~82%和37%~75%;沼液重金属中锌、铜含量相对较高,分别为2.1×104 μg/L和3.8×103 μg/L;沼液和饲料中重金属含量的相关系数达0.93~0.95;施用沼液后土壤中营养元素增加幅度为0.3~14倍,重金属含量基本能够达到Ⅰ级土壤标准要求。合理的施用沼液可增加土壤中有益成分的含量,不会对土壤造成明显的重金属污染,其种植作物可食用部分的重金属含量满足食品安全的要求。     

畜禽粪便与秸秆混合发酵及贮藏阶段沼液中碳氮元素变化

为研究沼液从产生到贮藏期间碳氮元素的变化规律,将猪粪、鸡粪和秸秆混合,进行中温厌氧发酵,并在常温下以密闭静置、密闭搅拌、敞口静置、敞口搅拌等4种方式贮藏沼液,跟踪并分析了猪、鸡粪和秸秆混合发酵沼液在厌氧发酵及贮藏期间碳、氮元素的形态和含量变化。结果表明:厌氧发酵阶段,沼液中的总有机碳(TOC)和总氮(TN)浓度均有所增加,增加幅度在15.0%~36.1%之间,其中TOC在第18 d达到最高浓度(6467 mg·L~(-1)),TN在第23 d达到最高浓度(4181 mg·L~(-1))。贮藏阶段,沼液中的TOC、TN浓度均有所降低,TOC先下降后升高,总体降低幅度较小(2.9%~12.0%),降幅顺序为敞口静置敞口搅拌密闭静置密闭搅拌;TN先升高后降低,总体降低幅度较大(4.2%~56.2%),降幅顺序为密闭静置密闭搅拌敞口静置敞口搅拌。综上,厌氧发酵18~23 d的沼液碳氮元素含量最高,采用密闭静置方式并缩短贮藏时间可减少沼液贮藏过程氮元素的损失。     

厌氧发酵沼渣液重金属元素分布规律研究

[目的]研究厌氧发酵沼渣液中重金属元素分布规律。[方法]测定养猪业厌氧发酵沼渣液原液和沼液离心上清液中重金属含量,分析研究重金属在沼液的水固两相中的分布规律。[结果]沼液中重金属含量很高,不能直接排放和作为农田灌溉水使用。经过简单的离心,上清液中重金属含量均有大幅下降,下降幅度分别为Zn91．84％,As73．18％,Cd47．64％,Cr94．53％,Cu93．52％,Ni59．43％,Mn95．77％,Pb100．00％。[结论]去除沼液中悬浮物对去除重金属有很好的效果,可以作为沼液预处理步骤。     

发酵周期、贮存时间和过滤对沼液养分和理化性状变化的影响

针对实际生产中中小型养殖场不规范和粗放式厌氧发酵模式以及沼液需要长时间贮存的问题,为实现沼液养分有效利用与管理,根据沼液厌氧发酵实际生产状况,进行模拟发酵实验。设置2、4、6、8、10 d等5个不同的发酵周期处理并分别在该时间点进料出料,研究出料沼液在贮存过程中COD、pH、TN、TP和TK 等养分和理化特性变化以及网筛过滤对养分和理化性状的影响。结果表明：随着发酵周期与贮存时间的延长,28 d后5种沼液中TN 和TP 含量分别减少了40.9%～46.31%、35.62%～53.61%;TK 的含量呈现随时间延长有小幅增加的趋势,基本维持稳定。贮存期内铵态氮含量逐渐降低,贮存14 d各降幅接近62%;与之相反,硝态氮的含量则呈现逐渐增高的趋势。所有处理沼液在贮存过程中COD 下降了69.97%～85.86%,pH 值变化均呈现逐渐升高的趋势,从7.6~7.9变为8.2~8.7。经过不同孔径网筛过滤后,沼液的养分含量、COD和pH值变化不具有显著性差异,因此过滤不会对沼液的养分存储造成影响。     

沼液在甘蔗叶循环利用中的应用研究

研究了沼液在甘蔗叶循环利用中的应用潜力和途径。在厌氧发酵产沼气实验中,用沼液浸泡长度1~2 cm甘蔗叶5 d的效果最好,沼气总产量为1101.2 L,甲烷含量为57.8%,沼气总产量较对照提高了106.0%。在甘蔗叶快速降解实验中,采用沼液淋洒甘蔗叶+猪粪复合物料方法的降解效果最好,物料降解率达83.15%,较对照提高了36.7个百分点。     

复配菌群降解焦化废水的影响因子研究

研究了生长温度、酸碱度、水力停留时间和共代谢物质对复配菌群降解焦化废水效能的影响,结果表明:复配菌对焦化废水的COD及氨氮去除率随着温度的升高而增加,当温度达到30℃时最高;随pH值的升高而增加,系统进水pH值应控制在7.5～8.5之间;在水力停留时间为15～20h时普遍达到最大值;在加入NH4Cl和葡萄糖时,降解效果最好。     

常温下UASB反应器厌氧氨氧化生物脱氮试验

[目的]研究常温下厌氧氨氧化反应器的脱氮效果。[方法]以人工配水为进水,接种某城市污水处理厂氧化沟活性污泥,在常温(22~29℃)下进行了一套容积为3.2 L的UASB反应器厌氧氨氧化生物脱氮试验。[结果]反应器在运行75 d后,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除率分别达93.5%和86.1%,去除的氨氮、去除的亚硝酸盐氮和生成的硝酸盐氮比例为1.00∶1.30∶0.31,成功实现厌氧氨氧化途径生物脱氮。反应器停运近3个月后,在常温(17~25℃)再次启动时,只需16 d反应器就可以恢复高效厌氧氨氧化生物脱氮,氨氮和亚硝酸盐氮的平均去除率分别达96.6%和90.1%。[结论]常温下可以实现厌氧氨氧化反应器的启动,并且可以实现高效脱氮。