论文摘要
随着我国规模化、集约化畜禽养殖业的蓬勃发展,畜禽养殖废水已经成为或正在成为与工业废水和生活污水相当甚至更大的污染源。其属于高有机物浓度、高N、P含量和高有害微生物数量的“三高”废水,直接排入水体或存放地点不当,受雨水冲洗进入水体,将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化。国内外学者对此做了大量工作,研发了多种方法,其中厌氧处理成为畜禽养殖场粪污处理中不可缺少的关键技术,UASB(即上流式厌氧污泥床反应器)是应用最广的处理技术,但其脱氮除磷的效果却不尽人意。本文在UASB反应器的基础上进行改进,得到UAFSB反应器(即上流式厌氧兼氧污泥床反应器),并通过对UAFSB反应器启动及在不同条件下处理畜禽废水的试验研究及其与UASB反应器启动情况和处理效果的对比,探讨UAFSB反应器在处理畜禽废水中的去除有机物、脱氮除磷的效果。研究结果表明:(1)用畜禽废水直接启动UASB和UAFSB反应器是切实可行的,絮状污泥接种后经过54天的驯化,进料COD浓度由800mg/L提高到5000mg/L,去除率基本稳定在90%以上;且在污泥中掺入颗粒活性炭,反应器的启动时间有所缩短和抗冲击能力有所加强。(2)pH值和温度对UASB反应器的处理效果有明显影响,最适pH值在7.5左右,当pH值控制在7.5时,其对COD、TP的去除效果都较好;最适温度在32～38℃时,当温度控制在此范围时,其对COD、TP的去除效果也较好;水力停留时间不是越长去除效果越好,考虑到各方面的因素以及成本问题,水力停留时间控制在44h～48h时,UASB反应器系统出水水质较理想。(3)pH值对UAFSB的处理效果有明显影响,最适pH值在7.5～8.5之间,当pH值控制在此范围时,COD、TP的去除效果都较好,COD去除率可以达到80%以上,TP去除率维持在83%左右。同时,总氮也有一定的去除,较高的去除率出现在pH=8.0时。(4)温度对UAFSB的去除效果有一定的影响,虽在控制温度范围内COD、TN、TP的去除率都比较稳定,但反应器处在中温环境(34～38℃)时,对有机物、氮、磷的去除效果会更好。虽随温度的增加去除效果出现轻微的波动,但COD的去除基本稳定在90%左右,TP的去除率可达到80%以上,TN的去除率可增加到30%。兼顾考虑反应器对碳、氮、磷的去除效果,温度应控制在38℃左右,而且中温消化具有处理效果好和节能的双重优点。(5)在UAFSB中,溶解氧对其处理效果有明显的影响,随着DO的增加COD、TP的去除率都出现了不同程度的下降,说明在低溶解氧的环境下,UAFSB可更好地运行。当DO控制在0.2～0.4mg/L时,可得较好的COD和TP的去除效果,去除率分别达到93%和90%左右;而针对TN,当DO控制在0.6mg/L左右,得到的脱氮效果相对较好。(6)UAFSB运用于畜禽废水处理中,将pH值控制7.5～8.0范围,温度控制在34～38℃范围,溶解氧控制在0.2～0.4mg/L范围内,调试反应器可得到较好的运行状态。相对于UASB反应器,UAFSB反应器在脱氮除磷效果上取得较大进展,其对氮的去除率高出10个百分点;在除磷,UAFSB能达到80%甚至更高的去除率。