好氧顆粒污泥膜生物反應(yīng)器處理畜禽廢水的研究.pdf

1、畜禽業(yè)是我國(guó)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)的大力發(fā)展，其帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重，不僅影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且還危及生態(tài)安全，已成為人們普遍關(guān)注的社會(huì)問(wèn)題。畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的污水含有大量的有機(jī)物、N、P、K、SS及致病菌等污染物并有惡臭，而且水量較大。畜禽廢水造成了地表水、地下水、土壤和環(huán)境空氣的嚴(yán)重污染，影響了人們的身體健康和正常生產(chǎn)生活。本文基于這些問(wèn)題，采用好氧顆粒污泥膜生物反應(yīng)器處理畜禽廢水，以達(dá)到去除有機(jī)物和脫氮的目

2、的，使污染減輕到最低限度。 為了獲得理想的脫氮效果，減少膜污染，本試驗(yàn)在膜生物反應(yīng)器中使用好氧顆粒污泥替代普通的活性污泥。好氧顆粒污泥是多種微生物共存的微生態(tài)系統(tǒng)，具有同時(shí)脫氮和去除有機(jī)物的能力。以普通絮狀活性污泥作為接種污泥，采用人工配水，通過(guò)逐步減少污泥臨界沉降時(shí)間，提高污泥臨界沉降速度，并逐步增大進(jìn)水COD負(fù)荷，在特殊運(yùn)行的序批式SBR反應(yīng)器內(nèi)快速定向培養(yǎng)具有出具有同步硝化反硝化和去除有機(jī)物功能的好養(yǎng)顆粒污泥。觀察好氧顆粒

3、污泥的微觀生物形態(tài)，對(duì)污泥顆粒化進(jìn)程及顆粒污泥特性進(jìn)行分析。污泥成球形或擬球形，密實(shí)并且具有非常清晰的輪廓。顆粒污泥粒徑集中在1000μm左右，污泥指數(shù)SVI為40mL/g左右，MLSS可達(dá)6500mg/L。 在相同的運(yùn)行條件下，好氧顆粒污泥MBR具有比普通活性污泥MBR更強(qiáng)的有機(jī)物去除能力和更為良好的硝化性能，其COD和NH<,4><'+>-N的平均去除率可達(dá)92％和185.2％。該系統(tǒng)出水COD和NH<,4><'+>-N濃度

4、平均值為46.2mg/L和4.8mg/L，比普通活性污泥MBR的出水水質(zhì)好。好氧顆粒污泥MBR系統(tǒng)中膜通量下降速度較慢，膜面的吸附沉積和膜孔內(nèi)的阻塞較輕，減緩了膜污染的發(fā)展。好氧顆粒污泥膜生物反應(yīng)器用于處理兩種實(shí)際的畜禽廢水，養(yǎng)雞場(chǎng)廢水和養(yǎng)豬場(chǎng)廢水，膜單元出水水質(zhì)穩(wěn)定，有機(jī)物去除能力強(qiáng)，脫氮效果好。 在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析了好氧顆粒污泥膜生物反應(yīng)器處理畜禽廢水的機(jī)理，并對(duì)同時(shí)硝化反硝化的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了初步探索。通過(guò)動(dòng)力學(xué)分析，確定了

5、硝化和反硝化動(dòng)力學(xué)參數(shù)，模型預(yù)測(cè)結(jié)果的相對(duì)誤差都在10％以內(nèi)，能滿足運(yùn)行管理和優(yōu)化設(shè)計(jì)的需要。研究了溶解氧(DO)、pH、溫度等因素對(duì)同時(shí)硝化反硝化生物脫氮的影響。在本試驗(yàn)研究中，將DO質(zhì)量濃度控制在2～3mg/L，pH值控制在8～8.5，溫度控制在30℃左右，既節(jié)省了能耗，又能達(dá)到較好的同時(shí)硝化反硝化和氮的去除效果。本論文還研究了好氧顆粒污泥膜生物反應(yīng)器處理畜禽廢水的膜污染與清洗狀況。采用將好氧顆粒污泥引入MBR的方法，膜面的吸附沉積

6、和膜孔內(nèi)的阻塞較輕，減緩了膜污染，提高令了膜通量，延長(zhǎng)了膜組件的使用壽命，改善了膜生物反應(yīng)器的性能。在污染膜的清洗過(guò)程中，水清洗、反洗、化學(xué)清洗不能徹底地去除污染物，不能恢復(fù)良好的膜的水通量，因此，利用超聲波輔助清洗方式清洗污染膜。重點(diǎn)對(duì)超聲波處理有機(jī)微濾膜的安全性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在超聲波頻率為40kHz時(shí)，分別測(cè)定了超聲波的強(qiáng)度、超聲波處理時(shí)間、超聲波處理時(shí)的溫度和膜組件的外殼材質(zhì)對(duì)微濾膜的影響。超聲波空化效應(yīng)產(chǎn)生的聲沖流或微射流可以加速