好氧颗粒污泥处理养殖沼液的过程特征与影响因素分析

摘要

畜禽养殖废水水质波动大，含渣量、有机物和氮磷浓度高，由此引起的环境问题不仅影响经济发展，也对居民身体健康也造成一定影响。好氧颗粒污泥是在好氧反应器中培养出来的颗粒状微生物自絮凝体，好氧颗粒污泥因具有沉降性能良好、抗冲击负荷能力强、能吸附重金属与有毒物质等优点，而成为处理废水的较好选择。因此，本课题主要是对处理养殖沼液过程中好氧颗粒污泥的特征以及系统稳定运行的影响因素进行分析。
　　好氧颗粒污泥在SBR反应器中连续稳定运行了180天，反应器运行过程中保持了良好的污染物同步去除效果，对氨氮可达到97％，但是对总氮的去除效果较差，只有19％，原因是BOD5/TN的比值为0.58，出现碳源不足的问题，即进水所提供的碳源不足，导致TN的去除率较低。整个的运行过程中，系统表现出良好的适应性和长期运行的稳定性。
　　通过分析10L/min(R1)和6L/min(R2)，研究了其对脱氮除磷性能以及系统的稳定运行的影响，以及运行条件的优化对工艺稳定性产生的影响。研究表明，两个系统都可以长期稳定的运行，并且两个系统中颗粒污泥沉降性能(SVI5)以及有机质含量（MLVSS/MLSS）基本相同。当曝气量较大的情况下(10L/min)，系统对氨氮以及总氮的去除率要高于较小的曝气量时（6L/min）。R1和R2系统的COD去除率分别为55.36％和69.29％，即在6L/min的条件下对COD的降解效果较好。两个系统对总氮的去除效果基本相同，总氮的去除率分别为29.23％和28.75％，总氮的比降解速率分别为50.10 mg TN/g·VSS·d和38.24 mg TN/g·VSS·d。
　　针对外界因素（温度以及进水磷素）的差异对工艺运行的影响，分别考察不控制温度与磷素缺乏两种外界影响因素对好氧颗粒污泥工艺运行效果的影响，以期为进一步处理畜禽养殖废水提供理论指导和实际应用。系统在运行温度为16～22℃(R1)和26℃(R2)以及进水磷素浓度为5mg/L(R1)和50mg/L（R2）都能保持系统长期稳定的运行。但是在不同温度和磷素的条件下会对系统产生影响。进水磷素浓度为5mg/L和50mg/L时，在反应器运行稳定阶段，颗粒污泥有机质含量（MLVSS/MLSS）分别为94±4％、92±2％，即在进水磷素较低的系统中活性污泥组分所占的比例更高。Zeta电位分别为-10.5±1.27mV和-7.37±1.23mV，进水磷素较小的反应器中的颗粒污泥Zeta电位较低，培养出的颗粒污泥具有较强的稳定性。运行稳定阶段，两个系统的磷酸盐的比降解速率分别为1.41±0.17 mg PO43--P/g·VSS·c和2.67±0.82 mg PO43--P/g·VSS·c，COD的比降解速率分别为117.64±0.08 mg COD/g·VSS·c和150.43±0.13 mg COD/g·VSS·c，氨氮和总氮的比降解速率分别为110.03±0.48 mg NH4+-N/g·VSS-c，132.23±0.31 mg NH4+-N/g·VSS·c和50.22±0.84 mg TN/g·VSS·c、66.99±0.62 mg TN/g·VSS·c。即在进水磷素充足的条件下培养出的好氧颗粒污泥对氮素具有较好的去除效果。SBR反应器运行温度为10～22℃和26℃时，R1和R2的污泥浓度可达到7656mg/L和9228mg/L，MLVSS/MLSS的比值变化趋势基本一致，较高的运行温度更有利于稳态颗粒污泥系统中污泥的活性。R1和R2对总磷的去除效果较差，去除率分别为14.58％和10.42％，对氨氮的去除率可达74.14％和88.26％，即在反应器控温条件下，对氮素的去除效果较好。

目录

摘要

1 绪论

1．1 课题背景

1．1．1 畜禽养殖沼液污染现状

1．1．2 畜禽养殖沼液对环境的危害

1．2 好氧颗粒污泥技术

1．2．1 好氧颗粒污泥简介

1．2．2 好氧颗粒污泥的影响因素

1．2．3 好氧颗粒污泥的应用

1．2．4 本课题的主要研究内容

2 材料与方法

2．1 装置与材料

2．1．1 试验装置

2．1．2 试验水质与接种污泥

2．2 分析方法

2．2．1 常规分析项目的测定

2．2．2 污泥性质的测定

3 畜禽废水在颗粒化系统中的过程特性

3．1 试验方案设计

3．2 结果讨论与分析

3．2．1 系统对氨氮和磷酸盐的去除效果

3．2．2 系统对总氮的去除效果

3．2．3 系统对BOD5的去除效果

3．3 本章小结

4 影响好氧颗粒污泥特性的工艺参数优化

4．1 试验方案设计

4．2 结果讨论与分析

4．2．1 曝气量对好氧颗粒污泥粒径分布的影响

4．2．2 曝气量对颗粒污泥物理性质的影响

4．2．3 曝气量对污染物去除情况的影响

4．3 本章小结

5 好氧颗粒污泥系统的稳定运行外界因素的作用影响

5．1 温度对好氧颗粒污泥系统运行稳定的影响

5．1．1 试验方案设计

5．1．2 结果分析与讨论

5．2 磷素浓度对好氧颗粒污泥系统运行稳定的影响

5．2．1 试验方案设计

5．2．2 结果分析与讨论

5．2．3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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