MBBR处理猪场废水厌氧消化液的研究

第!卷第#期环境工程学报$%&’!!(%’#!))*年#月+,-./0/1%23.4&%56.7-3%.8/.94&6.:-.//3-.:;4!))*LMMN处理猪场废水厌氧消化液的研究曹玉成张妙仙单胜道!浙江林学院环境科技学院!杭州@==@))#摘要采用移动床生物膜反应器;SSl#处理猪场废水厌氧消化液!考察了水力停留时间Pld#!进水+AV和(P@E(浓度对反应器处理效果的影响%结果表明!在温度为!)^@)e!填料填充比为#)‘!进水+AV和(P@E(浓度分别为=)=B8:gF和?B8:gF条件下!当Pld为=!a#,时!+AV和(P@E(去除率可分别达到B!‘和DD‘!猪场废水厌氧消化液中可生物降解性有机物基本得到去除!当Pld增至!@a*,时!+AV和(P@E(去除率分别为B‘和*B‘!出水+AV和(P@E(浓度分别为@B*8:gF和D)8:gF!均达到了,畜禽养殖业污染物排放标准-IS=*#?BE!))=#的要求%关键词移动床生物膜反应器猪场废水厌氧消化液+AV(P@E(中图分类号hD)@文献标识码C文章编号=BD@E?=)*!))*#)#E)#?=E)O#34.(+#’$#1$+#(/4*)$%#$4&*))$’.7%#$7#$’2.1(D*+)2$42*(/*-1’$,#(’+4%b2Q,/.:H,4.:;-4%Y-4.M,4.M,/.:W4%MQ,%%&%56.7-3%.8/.94&d/Q,.%&%:!H,/T-4.:f%3/093R.-7/30-9!P4.:J,%2@==@))#52%#’,#;%7-.:O/WO-%5-&83/4Q9%3;SSl#[4020/W9%93/49W-:/09/WX-::/3[409/[49/3!9,/-.5&2/.Q/0%5,W342&-Q3/9/.9-%.9-8/Pld#!+AV4.W(P@E(Q%.Q/.9349-%.0%5-.5&2/.9%.9,/93/498/.9/55/Q9[/3/-.7/0E9-:49/W’d,/3/02&900,%[/W9,492.W/39,/Q%.W-9-%.0%59/8X/34923/m!)^@)e!Q433-/37%&28/93-Q349-%m#)‘!9,/-.5&2/.9Q%.Q/.9349-%.%5+AVm=)=B8:gF!9,/-.5&2/.9Q%.Q/.9349-%.%5(P@E(m?B8:gF![,/.Pld[40=!a#,!9,/3/8%74&349/0%5+AV4.W(P@E([/3/B!‘4.WDD‘3/0X/Q9-7/&!8%09%5O-%W/:34W4O&/%3:4.-Q02O094.Q/0-.W-:/09/WX-::/3[409/[49/3[/3/3/8%7/W![,/.Pld/Y9/.W/W53%8=!a#,9%!@a*,!9,/3/8%74&349/0%5+AV4.W(P@E([/3/B‘4.W*B‘3/0X/Q9-7/&!9,//55&2/.9Q%.Q/.9349-%.0%5+AV4.W(P@E([/3/@B*8:gF4.WD)8:gF!3/0X/Q9-7/&!8//9-.:9,/094.W43W0%5,V-0Q,43:/M94.W43W%5G%&&294.905%3F-7/09%Q\4.WG%2&93S3//W-.:-IS=*#?BE!))=#’6$.7(’4%8%7-.:O/WO-%5-&83/4Q9%3$W-:/09/WX-::/3[409/[49/3$+AV$(P@E(基金项目!国家’*B@(高技术研究发展计划!))BCC)BH@#$浙江省科技厅重大专项!))B+=@)@B#收稿日期!!))*])=])$修订日期!!))*])=]@=作者简介!曹玉成=?DB^#!男!硕士研究生!讲师!主要从事废水生物处理方面的研究工作%6E84-&)Q4%2Q,/.:_JT5Q’/W2’Q.!通讯联系人!6E84-&)0,4.0,W_0-.4’Q%8猪场废水是一种富含(&G的高浓度有机废水!随着养殖规模的扩大!已成为典型的污染物*=+!需要对其进行处理%通常首先采用沼气工程对其进行厌氧消化处理前处理#!但前处理后产生的厌氧消化液污染物浓度特别是氨氮含量仍然较高!不能达标排放!需要进一步处理后处理#%工程化好氧处理模式是厌氧消化液后处理的主要途径之一!目前采用的方法主要有MSl和生物接触氧化等工艺!但处理效果均不理想*!!@+%移动床生物膜反应器8%7-.:O/WO-%5-&83/4QE9%3!;SSl#是在对生物接触氧化法和生物流化床改进基础上开发出的一种新型高效生物膜废水处理装置!它是在反应器中投加比表面积大&密度略小于=的悬浮填料!微生物附着生长在填料表面形成生物膜!曝气使其处于流化状态!确保了良好的传质条件!从而实现对污染物的高效去除%与传统生物膜法相比!;SSl工艺具有生物量大&能耗低&耐冲击负荷强&占地少&易于运行管理&便于扩充和升级等优点*!#+%目前!国外对;SSl工艺进行了广泛的研究和生产性应用!涉及生活污水&工业废水处理和脱氮除磷等*B!D+!并取得了较好的效果%近年来!国内专家学者对;SSl也进行了不少研究**!?+!但多数处于试验阶段!而目前国内外还没有采用;SSl处理猪场废水厌氧消化液的报道%本研究考察了不同操作条件下;SSl对猪场废水厌氧消化液的处理效果!为;SSl工艺应用于厌氧消化液好氧后处环境工程学报第!卷理提供一定的理论依据%89材料与方法8’89装置与流程试验装置流程如图=所示!;SSl反应器采用有机玻璃加工而成!有效尺寸为=#Q8k=#Q8k!!Q8!有效容积为#F!填料填充率为其有效体积的#)‘!在反应器底部设有石英砂曝气头!通过鼓风曝气方式供氧!并使填料处于流化状态%在反应器出水口处设置筛网!以防填料流失!进水由蠕动泵提升后通入到反应器底部%在反应器底部设一排泥管!以清除沉淀在底部老化的生物膜%图=试验装置流程图f-:’=MQ,/8/W-4:348%5/YX/3-8/.94&-.094&&49-%.8’;9悬浮填料试验所用悬浮填料由宜兴市日晨环保填料有限公司提供!该填料是以聚丙烯为主要原料加工而成!密度接近于水!采用圆管结构!内部有十字加强筋!将管内分隔成等份内腔!外部有=!条凸棱!具体技术参数为)高=)88!内径?’@88!外径=)88!密度)’?!^)’?*:gQ8@!总比表面积i*))8!g8@%8’9试验用水试验所用厌氧消化液取自杭州某养猪场!试验期间其水质情况为)+AV*?!^=@=!8:gF!SAV#!))^#))8:gF!(P@E(!!^B=@8:gF!d(#B^D#?8:gF!XPD’#^*’=%8’C9检测分析项目及方法+AV)重铬酸钾消解法$SAV#)标准稀释接种法$(P@E()纳氏试剂分光光度法$d()过硫酸钾消解E紫外分光光度法$XP)玻璃电极法$生物相)光学显微镜观察%8’B9反应器的启动与挂膜采用活性污泥接种法挂膜!接种污泥取自杭州临安污水处理厂!将接种污泥加入反应器中闷曝!,后换水!重复=次后通入厌氧消化液!每隔=W回流污泥=次!进行培养驯化!当生物相丰富出现大量后生动物#且+AV和(P@E(去除率均趋于稳定时!认为启动完成%8’A9试验过程反应器启动成功后!试验分!个阶段进行%试验阶段Z!固定Pld为=),!通过对厌氧消化液进行不同比例稀释&添增少量取自酸化池的猪场废水添加量控制在厌氧消化液体积的=)‘以内#和氯化铵来逐步提高进水+AV和(P@E(浓度根据厌氧消化液水质特征进行调配#!考察进水+AV和(P@E(浓度变化对反应器去除效果的影响%为获得可靠且稳定的结果!该阶段相近进水+AV和(P@E(水平下各自运行@W%阶段Z结束后!进行=周时间恢复!进入试验阶段ZZ!该阶段保持进水+AV与(P@E(浓度稳定在=)))8:gF和#))8:gF左右!考察不同Pld对反应器去除效果的影响!该阶段同一Pld水平连续运行DW%整个试验期间曝气量固定不变!水温位于!)^@)e%;9结果与讨论;:89KJP去除效果!’=’=进水+AV浓度对+AV去除效果的影响试验阶段Z!在Pld为=),条件下!不同进水+AV浓度对+AV去除效果的影响如图!所示%试验操作条件与出水+AV浓度变化情况如表=所示%表89试验阶段Q操作条件与出水KJP浓度变化G2-$89J&$’#*+),(+4*#*(+%+4$//-3$+#KJP,(+,$+#’#*(+43’*+)$R&$’*1$+#Q&$’*(4运行时间W#Pld,#进水+AV浓度8:gF#出水+AV浓度8:gF#@=)#!D^###@?#@@=^@@D@@#@=)D=!^D@?D!#@?#^)!@?*#@=)?BD^??!?DB###^B!#*#@=)==BD^=!=!==?)#*@^*?*##@=)=#))^=###=#!*##))^#=##)*#@=)=D?)^=*@)=*=@##B^#BB##*#@=)!)*!^!=@?!===##?)^#??#?##注)括号内数据为+AV浓度平均值!+AV去除率根据进&出水+AV浓度平均值进行计算!以下各图表处理方法同上图!进水+AV浓度对+AV去除效果的影响f-:’!655/Q9%5-.5&2/.9+AVQ%.Q/.9349-%.0%.3/8%74&%5+AV!?#第#期曹玉成等);SSl处理猪场废水厌氧消化液的研究结合图!和表=可知!随着进水+AV浓度的增加!+AV去除率明显增加!当进水+AV浓度由#@?8:gF增加到!===8:gF时!+AV去除率由@*‘增至D!‘%!’=’!Pld对+AV去除效果的影响试验阶段ZZ中!试验操作条件与出水+AV浓度变化情况如表!所示%不同Pld条件下+AV的去除效果如图@所示%表;9试验阶段QQ操作条件与出水KJP浓度变化G2-$;9J&$’#*+),(+4*#*(+%+4$//-3$+#KJP,(+,$+#’#*(+%43’*+)$R&$’*1$+#QQ&$’*(4运行时间W#Pld,#进水+AV浓度8:gF#出水+AV浓度8:gF#D!@’*?@^==@?=)=B#@@@^=!@B*#D=B’D?BD^=!=D==)@#@B?^!!@?B#D=!’#?B)^=!))=)B*#@*?^!B)@#D*’@?!=^=))@?#*#!!^@?@!#D#’)?DD^==@=)D#B))^B*DB#图@Pld对+AV去除效果的影响f-:’@655/Q9%5Pld%.3/8%74&%5+AV结合表!和图@可知!随着Pld的延长!+AV去除率表现为先大幅度增加&然后趋于稳定的趋势!当Pld由#,提高到=!a#,时!+AV去除率明显增加!由@*‘增至B!‘!进一步延长Pld!+AV去除率和出水+AV浓度变化幅度均很小!当Pld由=!a#,增加到!@a*,时!+AV去除率仅增加!‘由B!‘增至B‘#%;:;9SITS去除效果!’!’=进水(P@E(浓度对(P@E(去除效果的影响试验阶段Z!实验操作条件与出水(P@E(浓度变化情况如表@所示%图反映了在Pld为=),条件下!进水(P@E(浓度变化对(P@E(去除效果的影响%结合表@和图可知!进水(P@E(浓度由!?!8:gF增加到D#=8:gF时!(P@E(去除率变化不大!稳定在D#‘左右!进一步提高进水(P@E(浓度表9试验阶段Q操作条件与出水SITS浓度变化G2-$9J&$’#*+),(+4*#*(+%+4$//-3$+#SITS,(+,$+#’#*(+%43’*+)$R&$’*1$+#Q&$’*(4运行时间W#Pld,#进水(P@E(浓度8:gF#出水(P@E(浓度8:gF#@=)!?)^!?#!?!#DB^D*DD#@=)@*B^@?#@?)#?@^???B#@=)??^#=@#)D#=!?^=@=@=#@=)#D)^#D*#D@#=^=*=B#@=)B#!^B#?B###