养殖废水的曝气过滤生物处理试验研究

摘要

规模化养猪业大力发展所带来的环境污染问题日益严重;猪场养殖废水处理不当对水体、土壤、大气等造成严重的污染;对人身心健康也会造成极大的影响;处理和改善水质的费用往往较高;或处理过程环境界面不友好;还会造成资源的浪费。为解决以上问题本研究以悬浮物、化学需要量（COD）、磷、氨态氮、硝态氮、二价铜离子（Cu2+）、pH为指标;首先对猪场养殖废水进行曝气和炉渣秸秆过滤处理;运用控制变量法和正交试验法进行试验设计;探寻曝气过滤试验的最优工艺条件。然后;为达到生态环境可持续发展循环利用的目的;以绿豆苗的生长情况为研究对象;曝气过滤试验处理后的养殖废水对绿豆苗进行培养;更进一步处理养殖废水的同时促进绿豆苗的生长。曝气过滤生物处理养殖废水的主要研究内容如下： 养殖废水曝气处理工艺参数的优化。以猪场养殖废水为试验材料进行曝气试验;曝气量为1.0m3/h、1.5m3/h、2.0m3/h、2.5m3/h的条件下;分别进行了曝气时间为2h、4h、6h、8h的试验。通过对16组曝气试验的结果进行分析;曝气量控制在2m3/h、曝气时间控制在 6h 时;处理后废水中悬浮物浓度为 5580mg/L、COD 为 859.96mg/L、磷浓度为46mg/L、氨态氮浓度为 0.9mg/L、Cu2+浓度为 2.3mg/L;均较其它组处理后废水浓度低且能耗小;所以确定最优工艺条件为曝气时间6h、曝气量2m3/h。 炉渣秸秆过滤处理模式的搭建。曝气试验处理后的养殖废水进行3因素5水平的过滤正交试验;进水时间的因素水平为 8min/L、10min/L、12min/L、14min/L、16min/L;过滤长度的因素水平为35cm、45cm、55cm、65cm、75cm;炉渣秸秆体积比的因素水平为1:1、1:2、1:3、3:1、2:1;通过数据分析可知;因素的主次顺序为过滤长度、进水时间、炉渣秸秆体积比。在进水时间为12min/L、炉渣秸秆体积比为2:1、过滤长度为65cm时;处理后废水中悬浮物浓度为 62mg/L、COD 为 122.6mg/L、磷浓度为 5.9mg/L、氨态氮浓度为0.4mg/L、Cu2+浓度为 0.35mg/L;较其它组处理后废水浓度低且能耗小;此时;硝态氮4.6mg/L、pH值为6.57;所以确定最优试验方案为进水时间12min/L、炉渣秸秆体积比为2:1、过滤长度为65cm;曝气过滤试验处理的养殖废水中各指标结果均优于《农田灌溉水质标准》（GB5084-2005）。 养殖废水生物处理综合利用新方法的设计。曝气过滤试验处理后养殖废水培养的绿豆苗与清水培养的绿豆苗进行3天的生物处理对比试验;通过对两组绿豆苗的株高和茎粗进行测量的数据分析可知;曝气过滤试验处理后养殖废水对绿豆苗的株高、茎粗有显著的促进作用。同时;曝气过滤试验处理后的废水中各物质也进一步得到处理;处理后每天排放的废水中SS浓度≤46mg/L、COD≤121mg/L、磷浓度≤4.25mg/L、氨态氮浓度≤0.2mg/L、Cu2+浓度≤0.34mg/L、硝态氮浓度≤3.9mg/L、pH值为6~7之间。 曝气过滤生物处理后养殖废水的分析结果表明;废水中悬浮物去除率为99%、COD去除率为88%、磷去除率为91%、氨态氮去除率为89%、Cu2+去除率为84%;pH值为7左右;硝态氮浓度约为 3mg/L ;最终浓度结果均优于《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）。曝气过滤生物处理具有处理后水质优、低成本、低消耗等特点;并且通过使用炉渣秸秆为过滤材料;废弃物得到二次利用;生物处理使绿豆苗快速生长;收获期缩短;可回收作为猪场饲料以节约成本;有一定的经济价值。因此;构建的曝气过滤生物处理养殖废水新模式;不但有效处理了养殖废水;还使其作为资源得到循环利用。

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