厌氧消化对猪场废水中溶解性和颗粒态有机物的组成与性质的影响

[目的]本文旨在探究厌氧过程中猪场废水组成与性质的变化,从微观变化分析沼液难于生化处理的深度原因,对猪场废水处理工艺的优化提供针对性的指导意见。[方法]采集猪场实际废水,利用全混式厌氧反应器(CSTR)对其进行厌氧发酵,探究猪场废水厌氧消化过程中的溶解性和颗粒态有机物组成与性质的变化,以评价厌氧消化对猪场废水可生化性的影响。[结果]随着猪场废水厌氧消化时间的延长,沼液水相的比紫外吸光度从初始值0.057提高到0.104 L·mg~(-1)·cm~(-1)。同时,亲水性有机物比例从初始的69.8%下降到16.2%。三维荧光光谱显示,随着厌氧消化的进行,可溶性有机物中腐殖酸等难降解有机物的特征峰增强,而易降解的蛋白类有机物特征峰明显减弱。不同厌氧时间的猪场沼液无论稀释与否,其颗粒态有机物(以化学需氧量衡量)水解率或溶解率(经12 h曝气处理)均较低,仅为-33.3%～28.6%。沼液中颗粒态有机物通过活性污泥吸附絮凝共沉降去除率也较低(-22.5%～19.4%)。[结论]猪场沼液中颗粒态有机物难于降解或靠活性污泥颗粒吸附絮凝共沉降而去除,且沼液中溶解性有机物结构随消化时间的延长趋于稳定,这2种因素是除猪场废水厌氧消化后氨氮含量较高、C/N严重失衡外,导致猪场沼液难以生化处理的另外重要原因。因此,适当缩短厌氧消化时间并在生化单元前端增加深度去除悬浮物(SS)单元是提高沼液后期生化处理效果的重要手段。     

厌氧消化时间对猪场粪污废水理化性质及其生物沥浸效果的影响

[目的]本文旨在了解厌氧消化时间对猪场粪污废水性质及其后续生物沥浸(包括pH值和脱水性能)的影响。[方法]研究猪场粪污废水在厌氧消化期间的理化性质变化,包括pH、化学需氧量、氨氮含量和总磷含量,并利用生物沥浸法处理不同厌氧消化时间(0～60 d)的沼液。[结果]厌氧消化会导致粪污废水pH值和总碱度的升高,pH值从起始的6.5升高至7.5,总碱度升高54.6%。有机物和总磷的去除率分别为68.9%和28.6%,但对氨氮含量无明显影响,导致C/N值大幅降低,从15.3降至4.4。猪场粪污废水经厌养消化后,其EPS含量增加。研究发现厌氧消化0～15 d的沼液,其生物沥浸效果较好,体系pH值降至4.5左右,过滤比阻(SRF)降至5×10~(11)m·kg~(-1)以下,脱水性能提高95.1%以上。厌氧消化30～60 d的沼液,其生物沥浸效果变差,pH值维持在6.5～8.0,过滤比阻逐渐升高。[结论]为便于生物沥浸处理,猪场粪污废水可不经厌氧消化,或者厌氧消化时间不宜超过2周。厌氧消化时间过长,体系碱度增加,对酸缓冲性能增强,同时胞外聚合物(EPS)含量也增加,可能是导致粪污废水经较长时间厌氧消化后生物沥浸效果变差的原因。     

鸟粪石结晶法去除餐厨沼液中氨氮的研究

[目的]本文旨在采用鸟粪石结晶法去除餐厨沼液中的氨氮。[方法]以餐厨沼液为处理对象,研究温度,反应时间,起始pH值,镁、磷摩尔比和磷、氮摩尔比等因素对鸟粪石结晶法处理餐厨沼液,优化去除餐厨沼液中氨氮的影响因素,并分析起始pH值与恒定pH值对鸟粪石结晶法处理餐厨沼液的影响。[结果]通过调节起始pH值而无需保持整个试验期间pH值即可有效去除氨氮并获得较高纯度的鸟粪石。在温度28℃、起始pH 9.0、反应时间90 min的条件下,当镁、磷、氮的摩尔比为1.43∶1.3∶1时,鸟粪石结晶法去除餐厨沼液中氨氮的效率最高,通过对反应后沉淀进行检测,确定其主要成分为鸟粪石。[结论]在最佳条件下氨氮去除率可达到98%左右,残留氨氮及水溶性磷浓度分别为48.74和35.35 mg·L~(-1),并且处理后的餐厨沼液化学需氧量/总氮含量(COD/TN)提高约8倍,有利于后续生化处理。     

规模化猪场废水常规生化处理的效果及原因剖析

通过连续4个多月现场采样测定并分析湖南某水冲粪猪场典型废水处理工艺各阶段水质,包括p H、悬浮固体(SS)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH_3-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的变化情况,探究规模化猪场废水常规生化处理的实际效果,并分析存在的问题与可能的原因。结果表明,猪场常规固液分离后废水SS、COD、NH_3-N、TN、TP含量依然较高,分别为3040~4900、6440~11 290、652.3~1044、721.3~1187、55.5~148.1 mg·L~(-1),厌氧消化大部分去除的是废水中可溶性有机物,COD去除较少,进入后续生化处理负荷高。常规二级生化处理后二沉池出水水质指标中NH_3-N为37.9~108.7 mg·L~(-1),TN为179.1~203.4 mg·L~(-1),TP为20.1~41.6 mg·L~(-1),不能稳定达标;后接CASS工艺进一步处理后,NH_3-N浓度可大幅降低到0.54~3.2 mg·L~(-1),但TN和TP去除率低,表明该阶段以硝化反应为主,而反硝化脱氮过程受阻。CASS池出水TP浓度超标且色度较深,通过增加化学混凝沉淀工艺脱色、除磷,最终出水达标,但由此产生大量化学污泥并消耗化学药剂,延长了工艺路线,处理成本高达近10元·t-1。猪场粪污传统固液分离-厌氧产沼-多级生化处理工艺水质达标困难的主要原因在于进入水处理系统的依附于SS中的"惰性"COD、氮和磷浓度较高,妨碍了其降解或转化。因此,改进并研发在前端快速高效去除SS和"惰性"污染物再进行生化处理的工艺,是有效提高处理效果、缩短处理周期和降低处理成本的可行途径。