膜生物反应器在猪场污水处理中的应用及技术现状

本文叙述了猪场污水的特点及膜生物反应器（MBR）处理猪场污水工艺的国内外应用及技术现状，对MBR用于猪场污水处理的几种典型工艺及应用实例、处理效果、操作条件的研究及膜污染和清洗方法等进行了讨论，并展望了MBR用于猪场污水处理的发展前景和今后的研究方向。     

膜生物反应器处理猪场污水研究

为探讨膜生物反应器(MBR)处理猪场污水的可行性和膜生物反应器的运行、操作条件,为膜生物反应器在处理猪场污水中的应用提供必要的基础参数,该文采用U型中空纤维膜和L式中空纤维膜生物反应器,对不同的化学需氧量(COD)及氨氮(NH⁺₄-N)进水浓度、溶解氧水平(DO)、污泥龄(SRT)进行了4种工况试验研究。结果表明,MBR作为猪场污水处理好氧段是可行的,当进水COD平均浓度为1860 mg/L,U型、L式膜平均去除率分别为84.10％,81.20％;NH⁺₄-N进水平均浓度为511 mg/L,U型、L式膜平均去除率分别为93.81％,93.61％。     

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。     

中试膜生物反应器中猪场沼液部分亚硝化快速启动试验

膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)具有出水水质好、污泥龄(Solid Retention Time,SRT)长等优势,该研究在中试MBR中开展猪场沼液部分亚硝化工艺研究,为部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺在实际工程上的示范应用提供技术参数.结果表明,常温状态下控制反应器内溶解氧(Dissolved...     

絮凝预处理对奶牛场膜生物反应器膜污染影响的中试试验

为探讨经济实用的高浓度奶牛场污水预处理方法,该研究开展了絮凝预处理对膜生物反应器（Membrane Bioreactor,MBR）膜污染的影响试验,试验采用高浓度奶牛场污水原水和絮凝出水作为MBR进水依次运行,对比分析了不同进水的膜污染规律及其原因。结果表明,絮凝出水作为MBR进水时膜污染速率较污水原水降低47%且膜组件的维护性清洗时间间隔由10 d延长至16 d;MBR处理污水原水的膜池混合液中胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPS）和溶解性微生物产物（Soluble Microbial Products,SMP）浓度分别为4.76和3.94 g/L,而处理絮凝出水时的EPS和SMP浓度值分别为3.97和2.23 g/L。两阶段MBR膜池混合液各粒径值总体上均呈现先增大后减小的趋势,第1和第2阶段的最大粒径体积百分比分别出现在第16天和第23天,第1阶段EPS浓度和SMP浓度均随着颗粒粒径的增大而减小,第2阶段EPS浓度随着颗粒粒径的增大而增大但SMP浓度与颗粒物粒径之间无变化规律;MBR处理污水原水的膜池混合液颗粒粒径的峰值较分散,且16 d后峰值向小粒径方向移动,而处理絮凝出水的峰值粒径相对稳定,且峰值粒径对应的最大体积百分比从3.57%增加至5.95%。MBR对2种进水的化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）去除率均可达90%以上,氨氮（Ammonia Nitrogen,NH3-N）去除率均接近90%,对絮凝出水的总磷（Total Phosphorus,TP）处理效果高于污水原水。絮凝预处理使膜池混合液的EPS和SMP浓度降低且SMP蛋白质浓度显著降低（P<0.05）、膜池混合液颗粒粒径显著增加（P<0.05）,有效减缓了MBR的膜污染,絮凝预处理与MBR组合可望为高浓度奶牛场污水处理提供可靠的技术途径。     

运行条件对膜生物反应器处理猪场厌氧消化液效果的影响

为探讨膜生物反应器处理猪场厌氧消化液效果和合适的操作条件,该文分别选择了三种不同的水力停留时间(HRT)、间歇曝气区曝/停比和膜出水抽/停比,根据三水平正交表安排试验.结果表明:进水COD为1240～1830 mg/L,BOD5为154～420 mg/L时,出水COD(化学需氧量)为208～811 mg/L,BOD5(生化需氧量)为7～13 mg/L,COD和BOD5去除率分别达到51.7%～83.2%和93.0%～97.1%.试验所选因素中HRT对COD去除效果的影响最大,HRT=24h与20 h、15 h时的COD去除率差异显著(P<0.05),分别平均提高7.3%和13.4%.当水温在24～28℃时NH4 -N去除效果随水温的升高明显提高,但水温上升到28.0～35.8℃时,NH4M; >-N去除效果随水温变化不大.     

冬季猪场污水处理设施温室气体排放测试

为研究畜禽废弃物处理过程中温室气体泄漏与排放状况，该文利用静态箱对北京市北郎中猪场的污水处理单元进行了温室气体泄漏与排放测试。测试结果表明：厌氧消化罐泄漏造成的温室气体通量为5823.19 mg·m^-2·h^-1 CO₂当量，一、二级氧化塘其CO₂当量的温室气体通量分别为607.75、8.61mg·m^-2·h^-1；由于污水以厌氧处理为主，各处理单元冬季的氧化亚氮排放很低，几乎可以忽略不计。     

冬季猪场污水处理设施温室气体排放测试

为研究畜禽废弃物处理过程中温室气体泄漏与排放状况,该文利用静态箱对北京市北郎中猪场的污水处理单元进行了温室气体泄漏与排放测试。测试结果表明:厌氧消化罐泄漏造成的温室气体通量为5823．19 mg·m~(-2)·h~1CO_2当量,一、二级氧化塘其CO_2当量的温室气体通量分别为607．75、8．61mg·m~(-2)·h~(-1);由于污水以厌氧处理为主,各处理单元冬季的氧化亚氮排放很低,几乎可以忽略不计。     

生物泥浆反应器在污染土壤修复中的应用

近年来生物修复技术因具有处理费用低、不产生二次污染且处理效果可靠有效的特点被认为是最具生命力的一种土壤处理手段.总结了生物泥浆反应器这种高效生物修复技术的原理,工艺流程、运行方式、应用范围和运行费用,并重点介绍了其强化手段.已有的土壤生物修复技术受环境条件限制较大,很难在短时间内达到修复目的,生物泥浆反应器作为一种高效的土壤生物修复技术在高浓度、难降解有机物污染土壤的快速修复处理中具有良好的研究开发价值和广阔的应用前景.     

膜生物反应器-复合垂直流人工湿地（SMBR—IVCW）系统处理混合废水的应用研究

本文采用一体式膜生物反应器（SMBR）-复合垂直流人工湿地（IVCW）组合工艺（SMBR—IVCW）系统,研究了该系统对复合废水的净化效果。结果表明,当系统进水为CODCr397-890mg·L-1、氨氮9．40-27．mg·L-1、TP4．30-10．7mg·L-1、TN45．9-75．8mg·L-1的条件下,在SMBR和IVCW的水力负荷分别为1000L·d-1和375mm·d-1的最优工况下运行,系统CODCrNH3-N、TN和TP的去除率分别为97．5％、99．0％、59．6％和65．2％;系统进出水中氮的形态组成发生了显著变化;SMBR—IVCW系统在高浓度综合污水处理方面具有良好的潜力。     

规模猪场污水多级处理系统中重金属总量及其形态变化特征

为探明畜禽养殖场污水处理过程中重金属总量及其形态变化特征,以苏南地区一规模猪场的污水处理工程为研究对象,系统分析了夏、冬两季各处理环节(厌氧消化、多级沉淀、水生植物处理)出水中Cu,Zn,As,Pb,Cr浓度变化。结果表明:夏季污水中Cu,Zn,As,Pb,Cr总体积浓度分别为4 024.9,6 656.0,22.9,193.8,319.6μg/L,冬季分别为6 490.3,1 1687.9,89.3,152.0,351.7μg/L。除夏季总As外,其他均高于国家农田灌溉水质标准。经多级沉淀和水生植物处理后,出水中各重金属总量显著降低(P0.05),均符合国家农田灌溉水质标准。夏季Cu,Zn,As,Pb,Cr的去除率分别达99.5%,99.2%,62.2%,88.7%,91.6%,冬季分别达99.8%,99.0%,91.0%,90.1%,87.9%。溶解态重金属含量变化复杂,总体上看,多级沉淀联合水生植物处理对污水中溶解态重金属有降低的作用,但夏季效果低于冬季。除夏季总As外,污水中其他重金属总量及其溶解态含量变化与p H值呈负相关,所有重金属总量与溶解态含量均与EC呈正相关。采用厌氧消化-多级沉淀-水生植物联合处理技术可有效降低猪场污水中重金属总量及其溶解态含量,提高养殖污水农田利用的安全性。     

微藻培养技术处理猪粪厌氧发酵废水效果

为降低猪粪厌氧发酵废水－沼液对环境的污染,研究通过培养微藻的方法对其处理的效果。分别采用灭菌和不灭菌的方式对沼液进行预处理,接种微藻后测定培养过程中微藻的生长状况和沼液中主要水质指标COD、NH3-N、TN及TP的降低情况。结果表明,各项指标均有较为明显的下降,其中最重要的2个指标COD和NH3-N分别降低了85%和55%,由此说明,利用沼液培养微藻可以有效地清除废水污染物,同时可以获得具有商业价值的微藻细胞。     

猪场厌氧出水后续处理效果的测定

针对猪场污水厌氧处理出水的有机物浓度高，后续处理困难的问题，该试验对石灰混凝法处理猪场高浓度厌氧出水的效果进行了测试，并与氧化塘的处理效果进行比较分析。试验中选择了1和5g／L两种石灰投加剂量，对沉淀1、2、3、4、5和6h的净化效果进行取样分析；并对氧化塘猪场污水处理工艺连续取样三天，分析处理效果。结果表明：石灰混凝法投加剂量为5g／L、沉淀时间为5h时，对COD的去除率高达57.8％，明显好于氧化塘的去除效果；但对氨氮的去除率低于氧化塘。石灰混凝法沉淀时间短，基建投资小，可作为猪场污水进入二级处理或深度处理工艺前的可选择性过渡工艺。     

猪场厌氧出水后续处理效果的测定

针对猪场污水厌氧处理出水的有机物浓度高,后续处理困难的问题,该试验对石灰混凝法处理猪场高浓度厌氧出水的效果进行了测试,并与氧化塘的处理效果进行比较分析。试验中选择了1g／L和5g／L两种石灰投加剂量,对沉淀1、2、3、4、5和6h的净化效果进行取样分析;并对氧化塘猪场污水处理工艺连续取样三天,分析处理效果。结果表明:石灰混凝法投加剂量为5g／L、沉淀时间为5h时,对COD的去除率高达57．8％,明显好于氧化塘的去除效果;但对氨氮的去除率低于氧化塘。石灰混凝法沉淀时间短,基建投资小,可作为猪场污水进入二级处理或深度处理工艺前的可选择性过渡工艺。