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《绵阳师范学院》 2018年
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低碳氮比猪场沼液的短程硝化反硝化处理研究

孙艳峰  
【摘要】:养猪废水是一种“高氨氮、高浊度、高有机物浓度”的废水。猪场清粪方式由以前的水冲粪、水泡粪模式转变为可回收碳源的干湿分离模式,其产生的猪场废水一般经过传统厌氧消化处理,但废水在厌氧处理过程中,有机污染物降解与氨氮的去除不同步,厌氧出水可生化性(BOD_5/COD_(Cr))降低,碳氮比例降低至0.8-2.3,导致后续好氧处理难度增加。传统生物脱氮工艺处理低碳氮比猪场沼液存在着能耗高、脱氮效果差、需补充外碳源和投加碱液等缺点,而新型的短程硝化反硝化脱氮技术可节省25.0%的需氧量,节省甚至不需要投加碱液,缺氧段可节约40.0%的有机碳源需求量,大幅减少污泥产量,且亚硝酸盐的反硝化反应速率是硝酸盐反硝化速率的1.5-2.0倍,弥补了传统生物脱氮的缺陷。本研究研制了缺氧/好氧一体化处理装置,采用短程硝化反硝化技术工程现场处理碳氮比为0.8-1.5的猪场沼液,考察了其启动过程与稳定运行过程中对污染物的去除效果,研究了以猪粪、玉米芯、玉米秸秆等农业废弃物作为外碳源优化系统总氮的去除,并对生化出水进行深度絮凝处理。研究结果表明:(1)在室温下25±1℃,以制备的氨氧化菌剂为接种菌剂,控制反应器溶解氧为4.0mg/L-6.0mg/L,pH在7.7±0.2,15天成功启动短程硝化反硝化反应器。启动期间,氨氮去除率在80.5%以上,亚硝氮积累率稳定在70.4%以上,实现了系统的短程硝化。(2)研究从HRT、氨氮负荷、回流比三个方面,对系统污染物去除效果进行研究,当HRT为12 d,氨氮负荷为0.2kg(NH3-N)/kg_(MLSS)/d-0.3kg_((NH3-N)/)kg_(MLSS/)d,在回流比为400.0%时,系统对于氨氮、TN、COD_(Cr)的去除率分别为96.4%、78.1%、77.4%,系统亚硝氮积累率在98.8%以上,出水氨氮、总氮、CODCr平均为40.9mg/L、305.8mg/L、352.8mg/L。(3)添加猪粪优化脱氮试验结果表明:猪粪作为外加碳源,系统出水氨氮、总氮、COD_(Cr)浓度分别为92.5mg/L、456.9mg/L、605.3mg/L,去除率分别为91.8%、66.7%、51.1%,系统对于COD_(Cr)的去除率出现降低,因为猪粪中含有部分难生物降解的有机物,导致出水COD_(Cr)升高,延长HRT后系统总氮去除率提高了13.0%,出水总氮浓度较低。针对出水COD_(Cr)与TP浓度高的问题,进行出水深度混凝试验,选取聚合硫酸铝铁、聚合硅酸铝铁、氯化铝、PAC四种絮凝剂处理系统出水,研究表明:氯化铝对于出水COD_(Cr)、TP的去除效果最好,在投加量为0.5g/L时,出水COD_(Cr)、TP均可达标排放,表明经过缺氧-好氧-混凝处理,猪场沼液可达到畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)。(4)外加秸秆强化低碳氮比沼液脱氮研究的小试表明:添加秸秆可以增强短程硝化反硝化系统总氮的去除效果,以好/缺氧池添加玉米芯,系统出水氨氮、总氮、COD_(Cr)浓度分别为52.3mg/L、230.2mg/L、490.5mg/L,去除率分别为94.6%、72.1%、52.1%。调节/缺氧池加玉米秸秆,系统出水氨氮、总氮、COD_(Cr)浓度分别为45.4mg/L、200.2mg/L、570.8mg/L,去除率分别为95.4%、83.8%、52.1%。综合分析,调节/缺氧池添加玉米秸秆,可以增强系统氨氮、总氮的去除。
【学位授予单位】:绵阳师范学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X713

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