浸没式膜生物反应器处理猪场污水运行参数优化

污水处理是目前猪场废弃物污染防治的难题,结合猪场污水原水可生化性较好的特点,作者开展了浸没式膜生物反应器(MBR)处理猪场污水运行参数优化试验研究。试验选择3种溶解氧质量浓度(DO:1.5、1.5~3.0和3.0 mg/L)、3种水力停留时间(HRT:0.75、1.5和3.0 d)和3种回流比(200%、300%和400%),根据正交试验设计形成9个处理组,分3批在河南省某人工干清粪猪场进行试验,每批试验运行50 d(20 d驯化期+30 d试验期)。MBR有效容积30 L,自动进水和出水,污泥停留时间控制在25~30 d,反应器内水温控制在(20±5)℃,调节p H值为7~8。结果表明,当膜生物反应器进水化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总氮(TN)和总磷(TP)质量浓度分别为(3 277±1 192)、(203.8±51.2)、(361.0±133.3)和(65.0±23.1)mg/L时,出水的COD、NH4+-N、TN和TP质量浓度分别为(202±201),(56.6±54.0)、(91.6±69.1)和(19.2±10.0)mg/L,对应的去除率分别为94.3%±5.8%、70.0%±27.2%、70.7%±20.7%和68.3%±17.4%。MBR在去除污染物的同时,对污水中粪大肠菌群具有较好的去除作用,去除率达到99.9%±0.08%,试验中86.4%的MBR出水粪大肠菌群数能达到国家标准的卫生学指标要求。通过正交试验的极差分析发现运行参数对COD和NH4+-N去除效果的影响顺序为DOHRT回流比,对TP去除效果影响的顺序为HRTDO回流比,并优化出MBR最佳运行参数为DO 1.5~3.0 mg/L、HRT 3.0 d和回流比300%,对应试验中的处理4,其出水的COD、NH4+-N和TP质量浓度分别为(69.3±48.7)、(10.0±8.2)和(14.0±9.9)mg/L,相应的去除率分别为97.8%±1.5%、93.8%±5.0%和81.5%±14.2%。MBR出水可采用紫外线杀菌,杀菌后出水可望回用于圈舍冲洗以减少猪场生产的水资源消耗。     

畜禽养殖废弃物贮存设施的设计

粪便贮存是废弃物农田利用和无害化处理的关键环节之一,该文对畜禽养殖粪便污水贮存设施设计过程中的选址、基本参数确定、如何防渗等进行了论述,提出优化设计方法,为资源化处理粪便的肥料利用成为可能,该设计运行费用低,使用方便,且能取得良好的经济效益,环境效益。设计可供畜牧环境工程设计和管理人员参考。     

贵州中部山区植烟土壤有机质含量与海拔和成土母质之间的关系

土壤有机质含量影响着烤烟的产量和品质,与成土母质类型关系密切。本文在贵州中部山区7个烤烟主产县共采集了42个典型烟田耕层多点混合农化样品和来自剖面的165个发生层样品。对土壤有机质含量分析结果表明,贵州中部山区植烟土壤有机质含量的平均值为27.7 g/kg,变幅为24.3~31.6 g/kg,变异系数为9.48%,土壤有机质含量总体处于全国第二次土壤普查肥力评价标准中的三级水平(20~30 g/kg),总体处于植烟适宜水平;贵州中部山区植烟土壤有机质含量与海拔高度呈极显著正相关关系;沟谷堆积物母质发育的土壤有机质含量显著高于第四纪红土和岩类风化残积-坡积物母质发育的土壤;在剖面垂直分布上,土壤有机质含量均表现出较强的表聚性,表现出较明显的从上往下依次递减的规律,不同成土母质发育形成的土壤在相同土层上有机质含量由高到低依次是沟谷堆积物第四纪红土岩类风化残积-坡积物。     

冬季死猪与猪粪同步堆肥运行效果

为了探明猪粪与死猪同步堆肥在外界低温环境条件下的运行效果及其处理负荷,试验设置双层死猪处理组、单层死猪处理组和无死猪对照组,采用有效体积0.95 m3堆肥箱、供以100 L/(m3·min)的通风率对4.6~21.4 kg保育期死猪进行冬季堆肥处理,每层3头死猪,总质量在28.0~30.0 kg。结果表明:试验期间外界环境日平均温度为-11.2~2.7℃、最低温度为-17.8℃,堆肥箱内温度在试验启动后3~5 d上升到50℃以上,双层死猪和单层死猪处理组的箱内日平均温度超过50℃的天数分别为32和23 d,满足相关国家标准的无害化要求;堆肥6和8周后死猪降解率分别为(93.6±3.5)%和(96.8±0.8)%,死猪仅剩下部分骨骼,单层与多层死猪堆肥的降解率差异不显著,高1 m的堆肥箱中可同时处理两层死猪。因此,将猪粪堆肥的原料制作方法用于死猪堆肥,动物尸体降解需要时间在6~8周,该方法可使猪场的猪粪堆肥与死猪处理同步进行,即使在中国北方也能实现周年运行。     

人工快速渗滤法处理干旱区小城镇污水的试验研究

人工快速渗滤法作为一种处理效率较高、处理成本较低、运行维护技术要求低的分散式污水处理技术,比较符合小城镇污水处理需求。针对西北干旱区小城镇水环境污染日益严重,利用模拟系统研究了不同填料比和不同湿干比对人工快速渗滤系统处理小城镇污水时COD、总磷、凯氏氮和铵氮去除效果的影响。结果表明,土砂比2∶1的系统污染物去除效果优于其他填料比,对COD、总磷、凯氏氮和铵氮的去除率分别为35.05%～65.07%、53.27%～70.38%、10.42%～49.65%和11.61%～50.27%。COD、凯氏氮和铵氮的去除率在湿干比1∶1时最高,分别为27.86%～65.07%、49.65%～53.18%和50.27%～57.14%。在湿干比1∶5时,总磷的最高去除率为45.37%～69.15%。     

生物过滤法去除死猪堆肥排放臭气效果的中试

为研究生物过滤法去除死猪堆肥发酵处理过程产生臭气以及挥发性有机物(volatile organic compounds,VOCs)的可行性,开展了死猪和猪粪混合堆肥试验,分析了死猪堆肥过程臭气浓度特性和VOCs组分特征,对生物过滤法去除臭气中VOCs的工艺关键参数-停留时间进行优化试验。死猪堆肥过程中排放VOCs种类达37种,其中主要致臭组分为三甲胺、二甲基硫、二甲基二硫、二甲基三硫;以腐熟猪粪堆肥作为滤料(添加3%活性污泥),在停留时间为30~100 s的条件下,生物过滤法对死猪堆肥排放臭气去除率达90%以上;停留时间60~100 s的条件下对VOCs中主要致臭组分的去除效率达82.2%~100%,生物过滤法去除死猪堆肥过程臭气浓度和VOCs的优化停留时间为60 s。研究结果能为死猪堆肥发酵过程排放臭气的处理和控制技术进一步研发提供科学依据。     

低碳氮比条件下猪粪堆肥氨气和温室气体排放

针对养殖场粪便产生量大、外加碳源物质成本高,堆肥需要添加大量的碳源物质,并且猪粪堆肥实际生产过程中氨气(NH_3)和温室气体(GHG)排放数据缺乏的问题,开展了低碳氮比(C/N)条件下的猪粪堆肥试验。试验采用箱式堆肥法,使用Innova 1312对氨气(NH_3)、氧化亚氮(N_2O)、甲烷(CH_4)和二氧化碳(CO_2)气体进行24h在线连续监测。结果表明:堆肥箱体内日平均温度超过50℃的持续天数均超过10d,满足国家相关标准的无害化要求;经过31d的好氧发酵,每千克初始原料鲜重的NH_3、N_2O、CH_4和CO_2的累计排放分别为2.27、0.07、0.24、135.72g,NH_3的排放主要集中在堆肥第1周和翻堆后10d,分别占总排放的31.09%和36.15%,GHG排放主要集中在第4周,占总排放的30.9%;在不考虑CO_2时,N_2O是GHG的主要贡献气体,贡献率为72.02%。堆肥过程中物料气体(NH_3、N_2O、CH_4和CO_2)累计排放量均与p H值呈现良好的正相关(P0.01)、与含水率和C/N呈现良好的负相关(P0.01)。建议对猪粪堆肥过程中NH_3的控制应集中在堆肥第1周和翻堆后,GHG减排应重点关注堆肥后期N_2O的排放。     

死畜禽无害化处理技术及设施设备研究进展

死畜禽的生物安全处理是保障养殖业健康发展,实现死畜禽无害化、资源化的重要途径。简要介绍了死畜禽储存、运输条件和相关法规,并综述了国内外填埋、焚烧、碱水解、化制、堆肥、高温生物降解和厌氧消化等主要死畜禽无害化处理技术及设施设备的特点、研究现状,以期为合理选择死畜禽无害化处理技术提供参考。     

经处理小城镇污水灌溉保护地番茄的试验研究

为探讨经处理的小城镇污水在保护地无土栽培番茄种植上对番茄产量及果实品质和安全性影响,以北京昌平污水处理中心出水和人工快速渗滤系统处理后的小城镇污水作为番茄灌溉水进行利用,结果表明,用处理后污水进行灌溉,番茄产量略低于清水对照,但不影响番茄单果重。浇灌小城镇生活污水对番茄果实中砷、汞、铅、镉、氟、硝酸盐和亚硝酸盐含量无不良影响,但果实锌含量超标的风险较大。浇灌污水对番茄果实的可溶性固形物、还原糖和维生素C含量无明显的负面影响。因而,将经处理的小城镇生活污水用于浇灌保护地无土栽培番茄的做法是可行的。该研究结果为小城镇生活污水在农业上高效回收利用提供了数据支撑。