CSTR同時產(chǎn)甲烷反硝化-SBR短程硝化耦合工藝處理畜禽糞水試驗研究.pdf

1、畜禽糞液，即各種牲畜所排放出的廢棄物，含有多種化學(xué)成分，主要含有揮發(fā)性有機物(75％)和蛋白質(zhì)(15.8％～23.5％)，同時含有大量的未被動物消化吸收的有機物質(zhì)。它已成為與工業(yè)廢水、生活污水相并列的三大水污染源之一，對大氣、水體和土壤均有危害，但同時也蘊含豐富的資源，具有很高的回收利用價值，處理得當可以獲取其中的有效資源。采用同時產(chǎn)甲烷反硝化-短程硝化聯(lián)合工藝脫氮除碳，既可回收糞液中的生物質(zhì)能甲烷又能同時脫氮，并且短程硝化出水回流到同

2、時產(chǎn)甲烷反硝化反應(yīng)器中進行反硝化可中和產(chǎn)甲烷反應(yīng)產(chǎn)生的酸，避免反應(yīng)器酸化。然而，同時產(chǎn)甲烷反硝化-短程硝化的耦合運行需要較高的條件，回流比對耦合工藝處理效果具有非常重要的影響。
　　 本文首先研究了同時產(chǎn)甲烷反硝化和短程硝化反硝化反應(yīng)器的啟動，確定適合于兩個反應(yīng)器串聯(lián)耦合運行的適宜條件，然后研究在以上條件下不同回流比耦合運行時反應(yīng)系統(tǒng)的脫氮除碳性能。通過上述試驗分析得到以下主要結(jié)論：
　　 (1)采用自配水進行批示試驗得

3、出：適合于CSTR同時產(chǎn)甲烷反硝化的碳源是乙醇和葡萄糖，pH為7-8，氨氮濃度不高于1200mg/L；采用畜禽糞水批示試驗表明，較適合于處理本試驗畜禽糞液的COD/NO2--N為30:1。
　　 (2)在pH值為6.8～7.6，溫度35±1℃，COD/NO2--N=30:1條件下，CSTR反應(yīng)器內(nèi)有機負荷和亞硝氮負荷分別達3.0kgCOD·m-3·d-1和0.1kg NO2--N·m-3·d-1，可成功實現(xiàn)同時產(chǎn)甲烷反硝化反應(yīng)器

4、的啟動，COD去除率達到70％左右，亞硝氮去除率達到96％以上，產(chǎn)氣率穩(wěn)定在1.0L·L-1·d-1。CSTR同時產(chǎn)甲烷反硝化反應(yīng)器內(nèi)碳酸氫鹽堿度高于單純厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)器，這可有效避免厭氧產(chǎn)甲烷酸化現(xiàn)象的發(fā)生。
　　 (3)當pH=8、FA≈18 mg/L左右時更利于亞硝化菌的優(yōu)勢競爭和氨氮的去除。恒定曝氣量和恒定DO時，同一周期內(nèi)的氨氮去除率和亞硝氮積累率沒有太大影響，只是恒定曝氣量時氨氮的去除和亞硝氮的積累發(fā)生得較晚。短程硝

5、化反應(yīng)器中首先發(fā)生有機物質(zhì)的氧化，隨后才進行氨的氧化，待亞硝氮積累率穩(wěn)定時，可適當放寬對DO的限制，發(fā)現(xiàn)在氨氧化細菌占優(yōu)勢時，DO再繼續(xù)增加時并不會影響氨氧化細菌生長，短程硝化效果不會受到影響。
　　 (4)在pH=7.5～8，F(xiàn)A≈18mg/L，T=29±1℃，用恒定曝氣量方式控制DO在0.1～2.1mg/L操作條件下，在SBR中對畜禽糞液進行短程硝化具有較好的脫氮效果和一定的除碳效果，穩(wěn)定運行時處理CSTR出水時氨氮去除率達

6、到94.25％，亞硝酸鹽積累率穩(wěn)定在90.25％左右，COD去除率達到63％～71％，但由于經(jīng)CSTR產(chǎn)甲烷反硝化后的畜禽廢水中可生化性較差，難降解有機物較多，TN平均去除率只有73.8％。SBR中的畜禽糞液亞硝化污泥具有較高的比氨氧化速率，比氨氧化速率的平均值高達0.06161mgNH4+-N/mg COD·h，不僅能高效地去除氮素和獲得高亞硝氮積累，還可進一步去除厭氧消化液中的COD。
　　 (5)采用產(chǎn)甲烷反硝化(CSTR

7、)-短程硝化反硝化(SBR)聯(lián)合工藝處理畜禽糞水有機質(zhì)和氮，耦合工藝中模擬回流階段、1:1回流比階段和2:1回流比階段對COD的總?cè)コ史謩e為95.8％、94.4％和94.0％，氨氮總?cè)コ史謩e為92.0％、94.5％和97.2％，進水中的COD絕大部分在厭氧CSTR反應(yīng)器中去除，分別占進水COD去除總量的83.65％、76.5％和69.4％，而好氧SBR反應(yīng)器去除的COD較少，分別占總?cè)コ康?6.35％、23.5％和30.6％。不同