養殖污水處理工藝選取設備選型

近年來,畜禽養殖業趨于規?；l展,其產生的廢水對環境的影響日益突出。研究表明,2010 年我國畜禽養殖業所排放的化學需氧量(COD)、總氮(TN) 和總磷(TP) 分別占農業面源污染的95. 78% 、37. 89% 和56. 30% 。養殖廢水具有排水量大、有機質濃度高和氮磷營養元素含量高等特征,污水中常伴有消毒水、重金屬、殘留的獸藥以及各種人畜共患病原體等污染物的特點,處理難度大。如何高效快速處理畜禽養殖廢水是近年來研究的重點之一。

    厭氧折流板反應器( anaerobic baffled reactor,ABR) 是由美國斯坦福大學的MCCARTY 等 于80年初提出的一種高效厭氧反應器,其在對高濃度有機廢水和有毒難降解廢水的處理中具有特殊的優勢 ,譬如,在處理畜禽養殖廢水方面取得了較好的效果。對于ABR 反應器來說,顆粒污泥是決定ABR 反應器高負荷處理能力的關鍵因素。

    ABR 啟動的目的就是形成成熟的厭氧顆粒污泥,這個過程一般需要2 ~ 8 個月 ,傳統的ABR 啟動方式一般有2 種:分別為固定進水基質濃度而逐步縮短HRT 的啟動方式和固定HRT 而逐步增大進水基質濃度啟動方式,采用前一種方式啟動的ABR 在COD 去除率、運行穩定性和污泥流失量等方面均優于后一種方式 。姜瀟研究ABR 時采用第二種啟動方式,接種污泥取自北京某污水處理廠的中溫消化池污泥和少量的厭氧顆粒污泥,由于在操作的過程中遇到意外情況時均保持原來的操作條件,從而導致啟動時間延長到300 d;李文昊采用接種未馴化的非顆粒污泥,逐步提高進水負荷和降低HRT 相結合的方式,并投加顆?；钚蕴考铀兕w粒污泥形成,控制反應溫度在35 ℃ ,zui終有機容積負荷達到8. 00 kg COD·(m3 ·d) - 1 條件下,ABR 啟動時間為70 d。針對反應器的啟動時間過長的問題,國內外學者已經通過采用一些強化措施促進UASB 中污泥顆粒化過程, 加速反應器的啟動, 相應的技術方法包括: 添加多價陽離子( Ca2 + 、Mg2 + 、Al3 + 和Fe2 + )、天然高分子物質(甲殼素、竹炭顆粒以及各種植物提取物)、人工合成高分子物質( 陽離子高分子AA 180 H 等)、有機-無機雜化高分子物質和惰性材料( *凝膠球、聚乙烯塊) ,使用零價鐵床等。研究表明,這些強化技術均在各自的優化條件下大多縮短了顆粒污泥的適應和生長時間,但并不一定能夠提高反應器的COD 去除效果 。

　　上述強化技術主要應用在UASB 的啟動中,但針對ABR 加速啟動的系統研究較少。本文擬借鑒UASB 的加速啟動方式,即采用接種成熟顆粒污泥的方法進行ABR 的加速啟動,探討ABR 處理模擬畜禽養殖廢水的啟動過程以及合適的操作條件。

　　    養殖污水處理工藝選取設備選型

1　實驗部分

　　1. 1　實驗裝置

　　反應器的長× 寬× 高= 550 mm × 102 mm × 255mm,超高35. 39 mm,有效容積12. 32 L。第1 格室(160 mm × 102 mm × 255 mm)的容積是2、3、4 和5格室(80 mm × 102 mm × 255 mm)的2 倍,能更有效的去處懸浮物,而第5 格室后加60°的傾角的沉降格室。

　　1. 2 實驗用水及接種污泥

　　1. 2. 1 實驗用水

　　實驗所用進水為人工配制的模擬畜禽養殖廢水,COD ∶ N = (10 ~ 25) ∶ 1,以葡萄糖為碳源,氯化銨Mg、K 以及Al、Co、Fe、Cu、Mo、Ni、Zn 等微量元素 以保證污泥的正常生長,本實驗所用試劑均為分析純。

　　1. 2. 2 接種污泥

　　ABR 各格室的接種污泥為UASB 反應器的厭氧顆粒污泥,接種體積占ABR 各格室體積的1 /3 左右。該接種污泥呈橢圓球狀,表面光滑,表1 給出了其基本性質。可見,這些厭氧顆粒污泥中位直徑為0. 89 mm,結構較為密實。