厌氧自电解去除猪场废水中的典型污染物研究

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1、工程硕士学位论文厌氧自电解去除猪场废水中的典型污染物研究作者姓名王云工程领域环境工程校内指导教师朱能武教授校外指导教师温勇高级工程师所在学院环境与能源学院论文提交日期2015年3月Studyontheremovaloftypicalpollutantsinanimalwastewaterbyanaerobicself-electrolysistreatmentADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangYunSupervisor：Prof.ZhuNengwuSeniorEngineer.W

2、enYongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：X703.1学校代号：10561学号：201221018328华南理工大学硕士学位论文厌氧自电解去除猪场废水中的典型污染物研究作者姓名：王云指导教师姓名、职称：朱能武教授申请学位级别：工程硕士专业名称：环境工程论文形式:产品研发工程设计√应用研究工程/项目管理调研报告研究方向：水污染控制与给水技术论文提交日期：2015年3月16日论文答辩日期：2015年3月19日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：2015年4月30日答辩委员会成员：主席：

3、胡勇有委员：周建民、吴纯德、任源、卢桂宁摘要厌氧自电解（Anaerobicself-electrolysis,ASE）将无能耗微电解、微生物降解和生物电化学工艺融为一体，回收利用有机物微生物降解过程中产生的质子和电子使得反应器形成电势差进而产生电流，净化废水。本研究以猪场废水、模拟猪场废水启动、运行厌氧自电解反应器，考察臭味组分去除效果、氨氮损失途径以及金霉素、磺胺二甲嘧啶、罗红霉素及诺氟沙星等抗生素对厌氧自电解体系产电除污性能影响以及抗生素在厌氧自电解体系中的去除效果。主要结果如下：（1）通过度量电化学指标和进出水水质，考察了构建的厌氧自电解反应器处理猪

4、场废水原水的效果。结果表明，成功启动后，反应器ASE-8和ASE-0（对照）在连续流条33件下的电压及最大功率密度分别稳定在0.527V、5.76W/m和0.503V、7.37W/m。出水COD去除率86.57～87.27%，总氮去除率可达51.57～52.90%，氨氮和硝氮的去除率分别为31.03～37.27%和79.45～84.03%。可以看出，构建的厌氧自电解反应器能够有效净化猪场废水。（2）在反应器处理猪场废水稳定运行情况下，采用GC-FID法对反应器ASE-8和ASE-0进出水11种臭味组分进行检测，研究了厌氧自电解过程对猪场废水臭味去除的效果。

5、结果显示，大部分臭味组分如异丁酸、丁酸、己酸、粪臭素去除率达100%。从而说明厌氧自电解技术能够有效去除猪场废水中的臭味。（3）通过收集阴极挥发氨、FISH法检测氨氧化和厌氧氨氧化等特征菌存在与否，分析了ASE体系中氨氮损失途径。结果表明，在ASE反应器处理废水过程中，氨氮以25.4mg/(d·m)速率从阴极挥发，FISH检测出阳极碳毡、活性炭均有氨氧化和厌氧氨氧化菌的存在。这说明阴极氨挥发、氨氧化、厌氧氨氧化等途径均存在与厌氧自电解体系中，共同协助实现体系氨氮的损失。（4）以模拟猪场废水为底物，依次添加金霉素、磺胺二甲嘧啶、罗红霉素及诺氟沙星四种抗生素，

6、通过度量电化学指标、水质指标及进出水抗生素LC-MS分析，考察了抗生素对ASE体系产电除污性能影响和ASE体系去除抗生素的效果。结果表明，金霉素、磺胺二甲嘧啶、罗红霉素及诺氟沙星四种抗生素依次添加后，ASE输出电压明显降低，由0.51V降至0.41V。抗生素浓度降低时，输出电压有所上升，而COD、总氮、硝态氮等污染物去除效果没有明显变化，氨氮、总磷的去除效果则有明显好转。同时，抗生素的LC-MS分析结果显示，金霉素、罗红霉素及诺氟沙星四类抗生素得到有效去I除，去除率可达100%，而出水磺胺二甲嘧啶浓度低于0.1µg/L，去除率达99.9%。这表明抗生素可明

7、显抑制ASE产电性能但对出水水质影响不大，ASE过程对典型抗生素有明显的去除作用。关键词：厌氧自电解；猪场废水；污染物；臭味；氨氮损失；抗生素IIAbstractAnoveltechnologycalledanaerobicself-electrolysis(ASE)reactorwhichcaneffectivelytreatwastewatercoupledwithmicro-electrolysis,microbialdegradationandbioelectrochemistrytechnology,accompaniedbypowergener

8、ationatthesametime.Firstly,odoran