畜禽养殖废水COD组分表征及其工程实践意义

摘要

随着我国畜禽养殖业的迅猛发展，带来的环境问题也愈发严重。畜禽养殖废水是一种富含氮、磷的高浓度有机废水，包含了动物粪便、尿液、养殖冲洗水等多方面，已经成为农村水环境污染的主要来源。由于在面对环境、市场风险及微薄利润时，规模养殖场为了降低成本，养殖废水目前普遍采用的处理技术为厌氧发酵产沼气处理工艺。而沼液具有高氨氮、低C/N、难以降解等特点，使得厌氧发酵技术出水不能达到畜禽养殖业污染物排放标准。因此对于如何改进现有工艺及开发更加高效的处理技术是目前针对畜禽养殖废水研究重点。本研究以规模化猪场废水为研究对象，通过COD组分表征方法对猪场废水原水及沼液进行COD组分表征，定量计算猪场废水中COD各组分含量，了解废水的组成特性，并通过厌氧产甲烷试验，评估现规模化养猪场沼气工程产气效率。基于水质分析结果对畜禽养殖废水处理工艺的优化提出建议。
　　本研究主要内容包括：⑴原水呼吸测量实验结果表明：三个养猪场（Y场、C场、N场）废水可生物降解COD组分（RBCOD+SBCOD）占总COD比例分别为27%、32%、39%；溶解性惰性COD组分含量(SI)分别为：11%、14%、11%；颗粒性惰性COD组分（XI）含量分别为：61.3%、53%、45%。⑵沼液呼吸测量实验结果表明：猪场废水沼液中可生物降解COD组分（RBCOD+SBCOD）仅占了8.2%～20.2%，沼液中氨氮含量高达753～1134mg/L，使得沼液可生化性较差。另外沼液中惰性组分含量依然很高，占了总 COD的75.6%～79.1%，这使得出水很难达标排放。⑶BMP试验结果表明：厌氧发酵产甲烷量在一定范围内与有机负荷成正相关，负荷越高产甲烷量越大。另外温度、pH、ISR比值均会影响到产气量，pH=7.5时产气量为199.5mL/gCOD要高于pH=8.5时的158.1mL/gCOD。因此在工程应用中应当调节厌氧发酵的条件。⑷原水中惰性组分（XI+SI）含量占到了总COD的绝大一部分，这是导致了生物处理工艺效果不佳的主要原因。而经过沼气化处理，出水中可生化降解组分减少，而惰性组分含量增加。因此建议在厌氧发酵处理前增加絮凝沉淀以及高级氧化预处理工艺以去除部分颗粒性惰性组分。针对沼液中颗粒性惰性组分可以采用相同的预处理工艺以去除这部分难降解组分。对于沼液中高浓度氨氮可以采用沸石吸附、短程硝化反硝化-厌氧氨氧化工艺来去除。

目录

1 绪 论

1.1 畜禽养殖废水污染特性及处理现状

1.1.1 畜禽养殖污染特性

1.1.2 畜禽养殖废水处理技术

1.2 废水COD组分的划分与表征

1.2.1 废水COD组分划分

1.2.2 废水COD组分表征标准方法

1.3 废水厌氧消化产甲烷潜能

1.3.1 厌氧消化产甲烷过程

1.3.2 厌氧消化产甲烷的影响因素

1.4 研究目的及内容

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究内容

1.4.3 研究路线

2 重庆市畜禽养殖业调查

2.1 重庆市畜禽污染物排放及治理情况

2.1.1 畜禽污染物排放

2.1.2畜禽污染物治理

2.2 重庆市畜禽污染物治理问题与未来需求分析

3 重庆市畜禽养殖废水组分表征及产甲烷潜势研究

3.1 废水组分表征

3.1.1 废水来源及水质

3.1.2 实验装置

3.1.3 主要检测指标及分析方法

3.1.4 实验过程

3.1.5 实验结果与讨论

3.2 产甲烷潜势研究

3.2.1 实验材料与方法

3.2.2 实验结果与讨论

3.3 本章小结

4 重庆市畜禽养殖废水处理技术的建议

4.1 各COD组分的去除

4.1.1原始废水预处理

4.1.2沼液中颗粒性惰性组分的去除

4.2 沼液中氨氮的去除

4.3 沼气工程的改进措施

5 结 论

致谢

参考文献