畜禽养殖废水处理工艺
养殖废水处理工艺
养殖废水处理工艺养殖废水处理工艺养殖废水是指来源于饲养场畜禽粪便、屠宰场等，用于农业肥料或作为有机肥原料的废水。
养殖废水中所含的污染物主要是营养元素，一般成分比较复杂，除氮、磷、钾外，还含有有机质、蛋白质等多种营养元素以及血液、油脂、激素、病毒、细菌等有害物质。
养殖废水不经处理而排放到环境中，不仅严重破坏了环境卫生，而且通过食物链进入人体后还会对人类健康造成危害，是当前普遍关注的热点问题之一。
养殖废水产生原因及污染程度分析;养殖废水主要来自：(一)养殖过程中所产生的废水和雨水的混合物;养殖废水主要来自：(一)养殖过程中所产生的废水和雨水的混合物。
1、畜禽舍冲洗水：由于圈舍及运动场的水冲洗，舍内清洁卫生及消毒时都需要大量用水，水中含有大量悬浮物、固体物和病原微生物。
2、清粪水：即冲洗干粪用的水，可分三部分：一部分来自圈舍、设备、地面等的冲洗水，一部分来自冲洗圈舍墙壁、地面的水，另一部分来自饲养员和操作人员的个人卫生用水。
3、漏缝地板水：漏缝地板防水不好，用水冲洗地板时，水透过地板渗漏，进入地下，使圈舍潮湿，降低了地板的使用寿命。
4、饮用水：来自从饲料加工间回流到清粪车上的水，是被雨水淋入的少量饲料汁液，其余为新鲜饮水。
5、冲洗圈舍地面的水：来自畜禽舍及设备、地面的冲洗水。
6、喂料器的水：饲料送至槽内，经搅拌均匀后供畜禽进食。
7、给水：牲畜在用水过程中所使用的饮水，包括牲畜在饮水槽、喷水装置所使用的水。
8、洗澡用水：给牲畜洗澡用的水。
9、用水：给牲畜刷牙、剪指甲、灌药等用水。
10、用水：家畜产品生产中所需要的用水。
(2)饮水和清粪所使用的水。
饮水在圈舍中随着家畜运动和采食水平的变化，用水量也在变化。
清粪用水量受季节的影响很大，夏季清粪次数较多，故清粪用水量较多。
(三)露天粪坑或堆粪场的积存渗滤液。
污水来源于发酵后的畜禽粪便和垫草，这些污水进入地下后会长期积累并逐渐达到一定的浓度，进而导致周围土壤和地下水污染。
养猪废水工程处理方案范本
养猪废水工程处理方案范本一、背景介绍随着社会经济的快速发展，养猪业已成为我国畜牧业的重要组成部分。
养猪业在一定程度上为国家经济发展做出了重要贡献，但同时也给环境带来了一定的压力。
养猪废水的处理成为当前养猪产业升级与转型的重要课题。
养猪业养殖过程中产生的废水主要包括猪舍冲洗水、饮水器、粪池冲洗水和生产废弃物等，其中含有大量的有机物、氮、磷以及微量元素等。
这些污水若直接排放或随地面径流进入水体，将对水环境造成污染。
因此，为了减少养猪废水对水体的污染，保护环境和水资源，本方案提出了养猪废水工程处理方案。
二、养猪废水工程处理方案1. 分离处理首先，对养猪废水进行分离处理，将猪舍冲洗水、饮水器冲洗水和粪便污水进行分离收集，采用固液分离技术将固体和液体分离，分离出的固体部分进入发酵罐进行发酵处理，液体部分进入沼液池进行进一步处理。
2. 沼液池处理沼液池采用生物膜技术进行处理，通过生物膜的附着作用，可以有效去除沼液中的有机物和氮、磷等营养物质。
处理过程中，利用好氧和厌氧水平交替作用，促进沼液中有机物的降解和转化，最终达到沼液净化和资源化利用的目的。
3. 污水处理污水处理采用生物处理技术，通过生物接触氧化池进行污水处理。
在生物接触氧化池内，通过大量微生物的活性作用，将污水中的有机物和氮、磷等营养物质降解分解，使得污水中的有害物质大幅减少，经过处理后的水体清澈透明，符合排放标准。
4. 污泥处理处理过程中产生的污泥，通过厌氧发酵处理，将其中的有机物进行进一步分解，产生更多沼气资源，同时通过干化技术，将污泥进行干化后，达到无害化处理的目的。
三、工程实施效果分析经过养猪废水工程处理方案的实施，可以有效减少养猪废水对水体的污染，保护水环境；同时可以实现养猪废水的资源化利用，将废水中的有机物和养分转化为沼气和肥料资源，实现废水的资源化利用。
同时，通过污水处理和沼气收集利用能够大幅减少温室气体排放，对改善地方环境气候有重大影响。
养殖场污水处理方案
养殖场污水处理方案第1篇养殖场污水处理方案一、背景随着我国畜牧业的快速发展，养殖场数量和规模不断扩大，养殖废水排放已成为不容忽视的环境问题。
为响应国家节能减排、绿色发展政策，降低养殖场对周边环境的影响，制定一套合理、有效的污水处理方案势在必行。
二、目标1. 污水处理设施满足国家和地方相关法律法规要求；2. 污水处理设施运行稳定，确保出水水质达到排放标准；3. 降低运行成本，提高资源利用率；4. 减少养殖场对周边环境的影响，提升企业形象。
三、方案设计1. 污水处理工艺流程养殖废水经过预处理、生化处理和深度处理三个阶段，确保出水水质达到国家和地方排放标准。
（1）预处理：- 格栅：去除污水中的悬浮物和漂浮物；- 调节池：调节水质、水量，降低冲击负荷；- 初沉池：去除污水中的悬浮物和部分有机物。
（2）生化处理：- 厌氧处理：采用UASB反应器，将有机物转化为甲烷和二氧化碳，降低有机物含量；- 好氧处理：采用SBR或A/O工艺，进一步降解有机物，提高水质；- 二沉池：固液分离，去除生化污泥。
（3）深度处理：- 沉淀池：进一步去除悬浮物和胶体；- 过滤池：采用砂滤池或其他过滤设备，去除微小悬浮物；- 消毒池：采用紫外线或臭氧消毒，灭杀病原体。
2. 污泥处理与处置- 污泥浓缩：采用重力浓缩或机械浓缩，降低污泥体积；- 污泥稳定：采用厌氧消化或好氧消化，降低污泥有机物含量；- 污泥处置：采用土地利用、焚烧或填埋等方式，实现污泥的无害化、减量化处理。
3. 资源回收与利用- 养殖废水中的有机物可转化为生物质能源；- 污泥经处理后可作为有机肥，提高土地利用效率；- 处理过程中产生的清洁能源可用于养殖场自身能源需求。
四、实施与运行管理1. 建立完善的运行管理制度，确保污水处理设施稳定运行；2. 定期监测水质，及时调整运行参数；3. 对操作人员进行培训，提高运行管理水平；4. 加强设备维护保养，降低故障率；5. 建立应急预案，应对突发情况。
畜禽养殖废水处理技术分析
畜禽养殖废水处理技术分析
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目录
• 畜禽养殖废水概述 • 畜禽养殖废水处理技术 • 畜禽养殖废水处理工艺流程 • 畜禽养殖废水处理技术案例分析
01
畜禽养殖废水概述
畜禽养殖废水概述
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02
畜禽养殖废水处理技术
物理处理技术
沉淀分离
通过自然沉淀或机械沉淀的方法，去除废水 中的悬浮固体和杂质。
氧化还原
利用氧化剂或还原剂将废水中的有害 物质转化为无害或低毒性的物质。
化学吸附
利用化学吸附剂吸附废水中的有害物 质，达到净化和去除的目的。
生物处理技术
活性污泥法
利用活性污泥中的微生物群体对废水中的有机物进行吸附 、降解和转化。
生物膜法
通过在反应器中培养生物膜（如生物滤池、生物转盘等） ，利用生物膜对废水中的有机物进行吸附和降解。
调节水质和水量，使后续处理工艺更 加稳定。
沉砂池
去除废水中的砂粒和比重较大的悬浮 物。
主体处理工艺
01
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
02
03
生物处理
利用微生物降解有机物， 包括活性污泥法和生物膜 法等。
化学处理
通过化学反应去除废水中 的有害物质，如沉淀、氧 化还原等。
物化处理
利用物理或化学手段去除 废水中的特定污染物，如 吸附、离子交换等。
深度处理工艺
过滤
通过过滤去除废水中的悬浮物和 微生物。
消毒
杀死废水中的病原微生物，保证出 水安全。
脱色
去除废水中的色度，提高出水质量 。
04
畜禽养殖废水处理技术案例分析
某规模化猪场废水处理案例
畜禽养殖废水处理工艺流程图
附件3-3工艺流程简介
工艺模式路线图其中，Lagoon禽畜污水处理工艺：
该方法为在较短的时间内把污水加入到反应器中，并在反应器充满水后开始曝气，污水里的有机物通过生物降解达到排放要求后停止曝气，沉淀一定时间将上清液排出，污水负荷变化时，可加长污水停留时间，达到处理效果。
上述过程可概括为：短时间进水→搅拌、厌氧反应→曝气反应→沉淀→短时间排水→进入下一个工作周期。
也可称为进水阶段→厌氧反应、好氧反应阶段→底物降解、沉淀阶段→排水阶段→活性恢复五个阶段。
与一般处理方式比较拥有如下特点：
（1）构造简单，工程造价低；
（2）操作方式灵活，可控性强；
（3）对进水水质水量的波动有较好的抗负荷能力，出水效果稳定；
（4）具有良好的污泥沉降性能，剩余污泥产生量少。
（5）适应于中小型规模化养殖场、COD浓度8000以下中高难度废水。
猪场污水处理方案
猪场污水处理方案引言概述：猪场作为农业养殖业的重要组成部份，其废水处理向来是一个重要的环保问题。
为了保护环境和人类健康，猪场需要采取科学有效的污水处理方案。
本文将介绍猪场污水处理方案的四个主要部份，分别是预处理、生物处理、物理化学处理和后处理。
一、预处理：1.1 污水采集：猪场污水主要来自猪舍的冲洗水、饮水设备的冲洗水和猪粪尿的冲洗水。
首先，需要将这些污水进行集中采集，通过合理的管道系统将其导入处理设施。
1.2 污水固液分离：猪场污水中含有大量的悬浮物和有机物，需要进行固液分离。
常用的方法有物理过滤、离心分离和沉淀。
通过这些方法，可以将固体物质和液体分离，减少后续处理的难度。
1.3 调节水质：猪场污水的水质波动大，需要进行调节。
常用的方法有中和、氧化还原调节和调节pH值等。
通过这些调节措施，可以使污水的水质更加稳定，便于后续处理。
二、生物处理：2.1 厌氧处理：猪场污水中含有大量的有机物，适合利用厌氧菌进行处理。
通过建立厌氧处理系统，可以有效地分解有机物，产生沼气等有价值的产物。
2.2 好氧处理：厌氧处理后的污水需要进一步进行好氧处理。
好氧处理利用好氧菌对有机物进行氧化分解，降解COD、BOD等污染物。
常用的方法有活性污泥法、固定化生物膜法等。
2.3 消毒处理：为了杀灭病原微生物，防止疾病传播，需要对处理后的污水进行消毒处理。
常用的消毒方法有紫外线消毒、臭氧消毒等。
通过这些方法，可以有效地消除病原微生物，提高污水的安全性。
三、物理化学处理：3.1 混凝沉淀：猪场污水中的悬浮物和胶体物质较多，需要进行混凝沉淀处理。
常用的混凝剂有聚合氯化铝、聚合硫酸铁等。
通过加入混凝剂，可以使悬浮物和胶体物质凝结成较大的颗粒，便于沉淀分离。
3.2 活性炭吸附：猪场污水中可能含有一些有机物和重金属离子，需要进行吸附处理。
活性炭是一种常用的吸附剂，可以有效地去除有机物和重金属离子。
3.3 膜分离：膜分离是一种高效的物理化学处理方法，可以实现微量物质的分离和浓缩。
畜禽养殖废水处理工艺
畜禽养殖废水处理工艺畜禽养殖废水处理工艺随着畜禽养殖业的发展，废水处理成为了一个重要的问题。
畜禽养殖废水中含有大量的有机物和氮、磷等营养元素，如果不经过处理直接排放到环境中，会对水质造成严重污染，影响人类健康和生态环境。
因此，畜禽养殖废水处理工艺的研究和应用具有重要的意义。
目前，畜禽养殖废水处理工艺主要包括物理处理、化学处理和生物处理三种方法。
物理处理是指通过物理手段将废水中的固体颗粒和悬浮物去除，常用的方法有格栅、沉淀池、过滤器等。
这种方法处理效果较差，只能去除部分有机物和悬浮物，不能完全达到排放标准。
化学处理是指通过添加化学药剂使废水中的有机物和营养元素发生化学反应，达到去除的目的。
常用的方法有氧化法、还原法、沉淀法等。
这种方法处理效果较好，但是药剂的成本较高，处理过程中会产生大量的污泥，需要进行后续处理。
生物处理是指利用微生物对废水中的有机物和营养元素进行降解和转化，达到去除的目的。
常用的方法有活性池法、生物膜法、厌氧消化法等。
这种方法处理效果较好，处理过程中不需要添加化学药剂，处理后的污泥可以作为肥料使用。
综合来看，生物处理是目前畜禽养殖废水处理的主要方法。
在生物处理中，活性池法是一种较为常用的方法。
活性池法是指将废水放入一个容器中，通过加入一定量的微生物和氧气，使微生物对废水中的有机物进行降解和转化。
处理后的水经过沉淀、过滤等步骤后即可达到排放标准。
活性池法处理效果好，处理过程中不需要添加化学药剂，处理后的污泥可以作为肥料使用，具有较高的经济效益和环保效益。
总之，畜禽养殖废水处理是一个复杂的过程，需要综合运用物理、化学和生物等多种方法。
在选择处理工艺时，需要根据废水的性质、处理效果和经济成本等因素进行综合考虑，选择最适合的处理方法。
只有通过科学合理的处理方法，才能保证畜禽养殖业的可持续发展和环境的健康。
畜禽养殖废水处理方案
畜禽养殖废水处理方案随着人口的增长和生活水平的提高，畜禽养殖业发展迅速。
然而，废水处理成为了这一行业亟待解决的环境问题之一。
如何高效地处理畜禽养殖废水，既保障环境安全，又满足畜禽养殖的需求，成为了亟需解决的难题。
本文将提出一种畜禽养殖废水处理方案，以期对该问题提供有效的解决方案。
1. 废水处理流程废水处理的流程是确保废水从出口到排放的全过程中经过一系列处理步骤，以去除污染物、净化水质，并符合排放标准的要求。
畜禽养殖废水处理的基本流程包括预处理、生物处理和后处理三个阶段。
1.1 预处理阶段预处理阶段主要包括格栅除渣、沉砂池和调节池等处理设施。
格栅除渣过程中，废水经过格栅将大颗粒杂质去除，防止堵塞管道。
沉砂池的作用是通过重力沉降将悬浮的固体颗粒从废水中除去。
调节池则用于稳定废水的水质和流量，为后续的生物处理提供合适的条件。
1.2 生物处理阶段生物处理是废水处理过程中最重要的环节之一。
通过利用微生物的生物降解能力，将有机物分解为无机物，达到净化水质的目的。
常见的生物处理方法包括活性污泥法、厌氧消化池法和人工湿地法等。
1.3 后处理阶段后处理阶段主要包括除磷、除氮和消毒等环节。
除磷的方式有化学除磷和生物除磷两种，可以选择适合的方式进行废水处理。
除氮的方法主要包括硝化和反硝化过程，通过微生物的作用将污水中的氨氮转化为硝态氮和氮气。
消毒则是为了杀灭水中的病原微生物，常见的消毒方法有紫外线消毒和氯消毒等。
2. 废水处理设备为了实施畜禽养殖废水处理方案，需要配备一系列废水处理设备。
常见的设备包括格栅机、沉砂池、调节池、活性污泥池、厌氧消化池等。
此外，根据实际需要，还可以根据需求选择添加除磷和除氮设备、消毒设备等。
3. 废水处理效果监测为了确保废水处理方案的有效性，需要进行废水处理效果的监测和评估。
监测可以通过监测设备，定期对废水的水质、流量等参数进行采样检测。
这样可以及时发现问题，并采取相应的调整和改进措施。
4. 废水处理的经济性和可行性评估废水处理方案的经济性和可行性评估是制定方案的关键环节。
养猪废水处理方案
-通过高级氧化技术降低废水中的色度和COD。
5.消毒处理阶段：
-使用紫外线消毒或化学消毒方法，确保废水中的病原微生物达到安全标准。
四、具体实施方案
1.废水收集系统：
-设计合理的养猪场内排水系统，确保废水顺畅收集。
-设置集水池，防止废水外溢。
（2）厌氧处理：采用UASB反应器，利用厌氧微生物将有机物转化为甲烷和二氧化碳，实现能量回收。
3.沉淀处理：采用二沉池，对生物处理后的废水进行固ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分离，去除污泥。
4.深度处理：采用砂滤池、活性炭吸附等工艺，进一步去除废水中的悬浮物、色度等污染物。
5.消毒处理：采用紫外线消毒或化学消毒，杀灭废水中的病原微生物。
2.预处理设施：
-格栅间隙≤5mm，防止大颗粒物质进入后续处理系统。
-沉砂池设计流速≤0.5m/s，有效去除砂粒和悬浮物。
3.生物处理设施：
-水解酸化池的水力停留时间≥2天。
-好氧处理设施的水力停留时间≥5天，污泥浓度为2-4g/L。
- UASB反应器的容积负荷≥3kgCOD/(m³·d)，水力停留时间≥15天。
4.沉淀与固液分离：
-二沉池表面负荷≤0.5m³/(m²·h)，确保出水清澈。
-污泥处理设施满足环保要求，实现污泥资源化。
5.深度处理设施：
-砂滤池滤速≤8m/h，活性炭吸附时间≥30分钟。
-高级氧化技术处理后的废水COD和色度达到排放标准。
6.消毒处理：
-紫外线消毒剂量≥30mJ/cm²，或化学消毒剂适量。
第2篇
养猪废水处理方案
一、项目概述
养猪业作为我国农业的重要组成部分，其废水的处理对环境保护和农业可持续发展具有重要意义。本方案旨在提出一套科学、合理、高效的养猪废水处理方案，确保废水经过处理后达到相关排放标准，减轻对环境的影响。
简述处理养殖场废水的几种工艺
简述处理养殖场废水的几种工艺养殖场废水重要包含养殖冲洗时的粪、尿、残余药剂混合水以及部分生活污水，水质水量变化大，悬浮物多、有机物浓度高、氨氮浓度高、含有重金属、致病菌并有恶臭。
畜禽养殖废水危害很大，需要适时处理，方可达标排放。
随着我国经济加速进展、社会需求量的增大以及人民生活条件的富有，现在国内养殖场的规模也不断进展扩大。
养殖废水的处理一直以来是政府和社会所关注的重点以及热点问题，并一直提倡资源化利用。
简述处理养殖场废水的几种工艺1、前处理（过滤、离心、沉淀）针对废水中的大颗粒物质或易沉降的物质，畜禽养殖业采纳过滤、离心、沉淀等固液分别技术进行预处理，常用的设备有格栅、沉淀池、筛网等。
格栅是污水处理的工艺流程中的部分，其作用是阻拦污水中粗大的漂流和悬浮固体，以免堵塞孔洞、闸门和管道，并保护水泵等机械设备。
目前，凡是有废水处理设施的养殖场基本上都是在舍外串联2至3个沉淀池，通过过滤、沉淀和氧化分解将粪水进行处理。
2、厌氧处理技术以提高污泥浓度和改善废水与污泥混合效果为基础的一系列高负荷厌氧反应器的进展，并渐渐应用于禽畜污水处理中。
厌氧处理特点是造价低，占地少，能量需求低，还可以产生沼气；而且处理过程不需要氧，不受传氧本领的限制，因而具有较高的有机物负荷潜力，能使一些好氧微生物所不能降解的部分进行有机物降解。
常用的方法有：混合式厌氧消化器、厌氧接触反应器、厌氧滤池、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床、升流式固体反应器等。
目前国内养殖场废水处理重要采纳的是上流式厌氧污泥床及升流式固体反应器工艺。
近年来，学者对各种厌氧反应器讨论较多，认为新型超高效厌氧反应器处理猪场污水有机污染物有广阔的前景。
3、好氧处理技术好氧处理的基本原理是利用微生物在好氧条件下分解有机物，同时合成自身细胞（活性污泥）。
在好氧处理中，可生物降解的有机物最后可被氧化为简单的无机物。
该方法重要有活性污泥法和生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、序批式活性污泥、A/O及氧化沟等。
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畜禽养殖废水处理工艺近年来,畜禽养殖业趋于规模化发展,其产生的废水对环境的影响日益突出。
研究表明,2010 年我国畜禽养殖业所排放的化学需氧量(COD)、总氮(TN) 和总磷(TP) 分别占农业面源污染的95. 78% 、37. 89% 和56. 30% 。
养殖废水具有排水量大、有机质浓度高和氮磷营养元素含量高等特征,污水中常伴有消毒水、重金属、残留的兽药以及各种人畜共患病原体等污染物的特点,处理难度大。
如何高效快速处理畜禽养殖废水是近年来研究的重点之一。
厌氧折流板反应器( anaerobic baffled reactor,ABR) 是由美国斯坦福大学的MCCARTY 等于80年初提出的一种高效厌氧反应器,其在对高浓度有机废水和有毒难降解废水的处理中具有特殊的优势 ,譬如,在处理畜禽养殖废水方面取得了较好的效果。
对于ABR 反应器来说,颗粒污泥是决定ABR 反应器高负荷处理能力的关键因素。
ABR 启动的目的就是形成成熟的厌氧颗粒污泥,这个过程一般需要2 ~ 8 个月 ,传统的ABR 启动方式一般有2 种:分别为固定进水基质浓度而逐步缩短HRT 的启动方式和固定HRT 而逐步增大进水基质浓度启动方式,采用前一种方式启动的ABR 在COD 去除率、运行稳定性和污泥流失量等方面均优于后一种方式。
姜潇研究ABR 时采用第二种启动方式,接种污泥取自北京某污水处理厂的中温消化池污泥和少量的厌氧颗粒污泥,由于在操作的过程中遇到意外情况时均保持原来的操作条件,从而导致启动时间延长到300 d;李文昊采用接种未驯化的非颗粒污泥,逐步提高进水负荷和降低HRT 相结合的方式,并投加颗粒活性炭加速颗粒污泥形成,控制反应温度在35 ℃ ,最终有机容积负荷达到8. 00 kg COD²(m3 ²d) - 1 条件下,ABR 启动时间为70 d。
针对反应器的启动时间过长的问题,国内外学者已经通过采用一些强化措施促进UASB 中污泥颗粒化过程, 加速反应器的启动, 相应的技术方法包括: 添加多价阳离子( Ca2 + 、Mg2 + 、Al3 + 和Fe2 + )、天然高分子物质(甲壳素、竹炭颗粒以及各种植物提取物)、人工合成高分子物质( 阳离子高分子AA 180 H 等)、有机-无机杂化高分子物质和惰性材料( 聚乙烯醇凝胶球、聚乙烯块) ,使用零价铁床等。
研究表明,这些强化技术均在各自的优化条件下大多缩短了颗粒污泥的适应和生长时间,但并不一定能够提高反应器的COD 去除效果。
上述强化技术主要应用在UASB 的启动中,但针对ABR 加速启动的系统研究较少。
本文拟借鉴UASB 的加速启动方式,即采用接种成熟颗粒污泥的方法进行ABR 的加速启动,探讨ABR 处理模拟畜禽养殖废水的启动过程以及合适的操作条件。
1 实验部分1. 1 实验装置反应器的长³宽³高= 550 mm ³ 102 mm ³ 255mm,超高35. 39 mm,有效容积12. 32 L。
第1 格室(160 mm ³ 102 mm ³ 255 mm)的容积是2、3、4 和5格室(80 mm ³ 102 mm ³ 255 mm)的2 倍,能更有效的去处悬浮物,而第5 格室后加60°的倾角的沉降格室。
1. 2 实验用水及接种污泥1. 2. 1 实验用水实验所用进水为人工配制的模拟畜禽养殖废水,COD ∶ N = (10 ~ 25) ∶ 1,以葡萄糖为碳源,氯化铵Mg、K 以及Al、Co、Fe、Cu、Mo、Ni、Zn 等微量元素以保证污泥的正常生长,本实验所用试剂均为分析纯。
1. 2. 2 接种污泥ABR 各格室的接种污泥为UASB 反应器的厌氧颗粒污泥,接种体积占ABR 各格室体积的1 /3 左右。
该接种污泥呈椭圆球状,表面光滑,表1 给出了其基本性质。
可见,这些厌氧颗粒污泥中位直径为0. 89 mm,结构较为密实。
表1 接种污泥的基本性质1. 3 实验方法对接种厌氧颗粒污泥后的ABR,采用逐步升高负荷的方式进行启动。
在启动过程中,固定停留时间为24 h,调节进水碱度,反应器温度在20 ~ 35 ℃之间,当出水COD 去除率达到60% 以上时,再稳定运行5 ~ 7 d,确保出水中VFA 和pH 分别在0 ~ 0. 2 和6. 8 ~ 7. 5 之间,然后逐步提高有机负荷30% 左右,继续上述启动过程;当进水有机负荷为5. 7,COD 去除率在80% 以上,即可认为ABR 启动完成。
在上述启动过程,定期测定ABR 各格室和进出水的相关指标。
COD 使用COD 快速测定仪进行测定(CTL-12,华通,河北承德),VFA 采用气相色谱法(SP3420A,北分瑞利)测定,DO 使用溶解氧电极进行测定(DO-958-S,China)。
混合液悬浮固体浓度(MLSS)、挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)、污泥沉降比(SV)和污泥体积指数(SVI)参照标准方法测定。
污泥的粒度使用激光粒度仪测定。
反应器启动成功后,测定污泥微生物群落结构及多样性按照文献中程序和方法进行,主要包括:提取DNA、细菌16Sr DNA 片段的PCR 扩增、PCR 产物的变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析、DGGE 图谱中优势条带的回收与测序以及序列片段分析等步骤。
在ABR 操作条件的优化过程中,采用单因子实验方法,通过比较不同的水力停留时间或温度条件下ABR 的处理效果,获得反应器的最佳操作条件。
2 结果分析与讨论2. 1 ABR 的快速启动过程2. 1. 1 有机污染物的去除效果图2 为ABR 启动过程中出水COD 及其去除率的变化曲线。
如图所示,ABR 启动过程可以分为5个阶段,每个阶段平均运行时间为两周左右。
在第1 阶段(1 ~ 13 d), ABR 进水COD 控制在2 000mg²L - 1 ,对应的有机负荷(OLR) 为2. 0 kg COD²(m3 ²d) - 1 ;起初,ABR 在常温下运行,出水COD在1 000 mg² L - 1 以上, 然后控制反应器温度在32 ℃左右, ABR 出水的COD 逐步下降到500mg²L - 1 以下,去除率最终大于75% 。
在第2 阶段(14 ~ 26 d) 中设定OLR 为2. 5 kg COD²( m3 ²d) - 1 ,ABR 进水COD 控制在2 500 mg²L - 1 左右,其去除率在80% 左右,最高时可达90% 以上。
进入第3 阶段(27 ~ 44 d) ,ABR 进水COD 控制在3 250 mg²L - 1 ,由于反应器保温设施运行不稳定,导致该阶段ABR 的COD 去除率不稳定;出水COD 在启动32 d 左右开始突然上升,相应的COD 去除率甚至出现低于40% 的现象,尽管如此,ABR出水pH 保持在6. 7 ~ 7. 2 之间,VFA 低于3. 0 mmol²L - 1 ,表明反应器并没有发生酸化;这种现象一直持续到第4 阶段(45 ~ 56 d) 结束,当进水COD 在4 400 mg²L - 1 时,ABR 的COD 去除率仍然较低( < 60% ) 。
为了改善这种情况,在此阶段后期对ABR 的保温设施进行维修,以确保反应器的运行温度控制在32 ~ 35 ℃ ,在第5 阶段(57 ~ 64 d) ,ABR 有机负荷设定为5. 7 kg COD²( m3 ²d) - 1 ,进水COD 在5 700 mg²L - 1 ,反应器的出水COD 逐步降低,COD 的去除率最终稳定在98% 左右,表明ABR 启动成功。
上述结果表明,采用接种成熟颗粒污泥的方法可以在保持高负荷处理能力的条件下成功启动ABR。
徐金兰等采用接种厌氧消化污泥的方法启动ABR,其容积负荷从0. 85 kgCOD²(m3 ²d) - 1 提高到1. 50 kg COD²(m3 ²d) - 1 运行了60 d 左右;李文昊(2010)采用颗粒活性炭加速启动厌氧消化污泥及接种下水道污泥混合物的方式启动ABR,其容积负荷达到8. 00 kg COD²(m3 ²d) - 1 、COD 去除率超过80% 运行了70 d 的时间。
可见,采用成熟颗粒污泥接种或者其他加速启动的方式均可缩短ABR 的启动时间。
2. 1. 2 VFA 与甲烷产生量的变化特征图3 给出了ABR 启动过程中VFA 和出水pH 的变化曲线。
由图3(a)可见,随着ABR 的启动,第1 格室的VFA 变化幅度较大(0. 1 ~ 1. 1 mg²L - 1 );同时,出水中VFA 随着ABR 的启动进程整体上逐渐降低并趋于稳定,最终低于0. 2 mg²L - 1 ,证明本研究中的ABR 在启动过程中运行状态逐渐趋于稳定。
此外,VFA 的组分分析表明:其主要成分为乙酸、丙酸和丁酸,几乎未发现异戊酸和戊酸组分;其中丙酸组分占VFA 的比例超过50% ,说明丙酸发酵是ABR 水解酸化的主要过程。
ABR 启动初期,出水的pH 持续下降并接近5. 5(见图3(b)),相应的VFA 浓度在0. 4 mg²L - 1 左右(见图3(a)),并且ABR 对COD 的去除效果很差(见图2),这是由于反应器进水碱度不足(1 000 mg²L - 1 ,以CaO 计),其酸化环境不适宜ABR各格室中的厌氧微生物的活动。
通过及时提高进水碱度至1 500 mg²L - 1 (以CaO 计),ABR 出水的pH在6. 5 ~ 7. 5 之间波动。
ABR 启动过程中的产气量如图4 所示。
在图4(a)中,总产气量随着ABR 的启动总体呈上升趋势,在50 ~ 60 d 期间由于反应器温度降低而出现明显下降;启动成功后,总产气量超过25 L²d - 1 。
图4(b)中各格室的产气量排序为:Ⅰ > Ⅱ > Ⅳ > Ⅴ > Ⅲ,第1 格室的产气量是第2 格室的4 倍左右,表明通过接种颗粒污泥同步启动ABR 处理模拟畜禽养殖废水,并未完全实现产酸相与产甲烷相的有效分离,这一结果与以前的研究结果不一致。
在本研究中,采用的是接种厌氧颗粒污泥启动反应器,进水有机物为易降解的葡萄糖,且第1 格室的污泥浓度相对较高、体积较大,所以模拟废水进入第1 格室后迅速被降解为单分子有机酸,然后被产甲烷菌继续反应生成甲烷气体。
2. 1. 3 厌氧颗粒污泥的生长特征图5 是ABR 启动过程中厌氧颗粒污泥中位直径和二维分形维数的变化曲线。