升流式固体反应器处理畜禽废水试验研究

论文摘要

我国畜禽养殖业的迅猛发展,由此所产生的环境污染问题也日趋严重。畜禽粪污中含有大量的有机物、氮、磷、悬浮物及致病菌,如果不加任何处理就排放到外界,则会对周围的土壤、大气和水体造成严重的污染,对人体健康和环境构成威胁。以升流式固体反应器（Upflow Solids Reacter以下简称USR反应器）为主的沼气工程技术处理畜禽粪便,不仅能够减少环境污染,还能够回收利用粪便处理过程中产生的甲烷来提供清洁能源,更重要的是还能够减少温室气体排放量。本文采用USR反应器对高浓度的畜禽废水进行处理试验研究,为实际沼气工程的工艺设计和运行操作提供参考依据,具有重要的现实意义。本文探讨了一、二级USR反应器工艺处理畜禽废水的机理和效果,主要通过模拟实际工程运行,在中温38℃环境下,测定反应器内VFA值和pH值来监测反应器的运行状况,逐步提高反应器的负荷,最终确定USR反应器最高负荷和产气率,并对各影响因素进行了研究,得出最佳操作参数,主要得出如下结论：USR反应器在处理畜禽废水实验中具有有机负荷高,容积产气率高、运行稳定和二次启动迅速等特点,因此在实际沼气工程中有着较好的应用。USR反应器处理猪、牛粪废水实验在温度保持在中温38℃情况下,容积产气率分别达到2.5m3／m3·d和1.4m3／m3·d左右。USR反应器处理畜禽废水出水VFA值在15～25mmol/L和pH值为7.2-7.5之间时,处理效果比较好。USR反应器处理畜禽废水在出水二次发酵实验时,二级USR反应器产气量可以达到一级USR反应器产气量的10%-15%,在投资和实际运行费用比较低的情况下,很好的取代了传统的沼液池的作用。USR反应器处理畜禽废水产生沼气的甲烷含量均在60%以上,沼液沼渣营养成分含量高,均可以创造很好的经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 畜禽养殖业污染现状
• 1.2 畜禽养殖污染的危害
• 1.2.1 对土壤的危害
• 1.2.2 对大气的危害
• 1.2.3 对水体的危害
• 1.2.4 对人体健康和畜牧业危害
• 1.3 畜禽粪污处理方法及国内外治理状况
• 1.3.1 利用畜禽粪便生产有机肥
• 1.3.2 利用畜禽粪便生产饲料
• 1.3.3 利用畜禽粪便生产沼气
• 1.4 本课题研究目的及意义
• 第二章 实验方案原理
• 2.1 厌氧发酵生物处理原理
• 2.2 影响厌氧消化处理效率的因素
• 2.2.1 温度和温度的波动
• 2.2.2 废水的pH值与pH值缓冲能力
• 2.2.3 氧化还原电位
• 2.2.4 有毒物质
• 2.2.5 营养物质与微量元素
• 2.2.6 有机负荷量
• 2.3 厌氧消化过程中氮和磷的去除
• 2.3.1 厌氧消化过程中氮的去除
• 2.3.2 厌氧消化过程中磷的去除
• 第三章 实验
• 3.1 实验工艺流程图
• 3.2 实验装置和设备
• 3.3 实验方法
• 3.4 检测项目及方法
• 第四章 实验结果与讨论
• 4.1 一级USR反应器处理猪场废水
• 4.1.1 污泥驯化阶段
• 4.1.2 进料量和水力停留时间
• 4.1.3 产气量和产气率
• 4.1.4 进出水COD与容积负荷
• 4.1.5 进水和出水pH的变化
• 4.1.6 出水VFA值
• 4.1.7 氨氮和总磷的去除
• 4.1.8 产生气体含甲烷量的确定
• 4.1.9 沼液沼渣成分的测定
• 4.1.10 本节小结
• 4.2 一级USR反应器处理牛场废水
• 4.2.1 进料量和水力停留时间
• 4.2.2 产气量和产气率
• 4.2.3 进出水COD与容积负荷
• 4.2.4 进水和出水pH的变化
• 4.2.5 出水VFA值
• 4.2.6 氨氮和总磷的去除
• 4.2.7 产生气体含甲烷量的确定
• 4.2.8 沼液沼渣成分的测定
• 4.2.9 本节小结
• 4.3 二级USR反应器处理猪场废水
• 4.3.1 进料量和水力停留时间
• 4.3.2 产气量和产气率
• 4.3.3 进出水COD与容积负荷
• 4.3.4 进水和出水pH的变化
• 4.3.5 出水VFA值
• 4.3.6 氨氮和总磷的去除
• 4.3.7 本节小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢