畜禽养殖废水厌氧氨氧化脱氮处理研究

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1、湖南农业大学博士学位论文畜禽养殖废水厌氧氨氧化脱氮处理研究姓名：吴根义申请学位级别：博士专业：生态学指导教师：杨仁斌;许振成20071001湖南农业大学学位论文畜禽养精墩水状缸氯H化脱氨处里I!研究摘要畜牧业已成为中国农村经济中最活跃增长点和主要支柱产业，畜牧排放的大量废物对周围环境造成严重污染，畜牧养殖废水中污染物进一步加剧了我国水资源短缺的矛盾，严重制约蓉可持续发展战略的实施。畜禽养殖废水处理中碳氢化合物去除技术已相对成熟，而对氮、磷处理仍缺乏理想方法。基于新发现的废水脱氮机理，寻求一条工艺可靠

2、、运行稳定、成本相对低的畜禽废水脱氮处理工艺，不但对创新废水处理方法有重要理论意义，而且对解决我国水体污染有着重要的应用价值。本文基于氨氧化机理，探索用厌氧一亚硝化一厌氧氨氧化组合工艺处理养殖废水。通过构建一套养殖废水处理试验装置，利用模拟废水培养出厌氧氨氧化污泥，利用实际养殖废水进行驯化运行；着重对处理过程中亚硝化反应和厌氧氨氧化反应两个处理单元各影响因素、处理效能进行了研究，并对亚硝化和厌氧氨氧化处理单元的微生物种群和反应机理进行了较深入探索。得出如下研究成果：1、通过分析畜禽养殖废水处理的现状

3、和发展要求，总结出了四套畜禽养殖废水处理工艺流程，并确定水解酸化—UASB厌氧反应—_SBR亚硝化反应一uASB厌氧氨氧化反实验工艺流程。2、选择适合反应器和反应条件，在较短的时间内可以培养出厌氧氨氧化微生物为主体的污泥，启动成功的厌氧氨氧化反应器表现出较高的NO，--N和Nit,+-N去除率。试验条件下用人工模拟养殖废水，以养殖场废水处理厌氧污泥为种泥通过150天培养出成熟的厌氧氨氧化污泥；培养成熟的污泥在HRT为24h时处理N02。N和NH。+_N浓度均为490mg／L的人工模拟养殖废水。去除率

4、均达到85％以上。3、较低浓度有机物和溶解氧对厌氧氮氧化反应器影响不大，但有机物和溶解氧的存在导致反应嚣中反应类型增加，好氧氨氧化菌主要消除溶解氧的危害、反硝化反应主要消除有机物的危害，正是由于几个反应在厨一反应器中同时存在要求进水N魄。N／N心+一N比值随进水中溶解氧和有机物浓度的变化而改变。试验条件下模拟废水中有机物浓度为180mg／L、溶解氧浓度0．5mg／l，、TN浓度为980mg／L时要维持厌氧氨氧化最高TN去除率应保挣进水NO,。-N／Nit，’一N的比值为1．45左右湖街农业人学学位论

5、义畜禽养殖跋水坎毹钮饭化脱氯处理研究为矗。4、影响-姬硝化反应进行的-t要因素是溶解氧、p

6、{值、温度，溶解氧浓度是控制弧硝化进行程度的决定忭．因素。实验表明：曝气量在0．036-0．04m'／h(通过多次测定此时溶解氧浓度为0．3mg／L左右)、pH值为8、温度为34-36"C之I'日J反应器处于较理想的亚硝化状念。在此状态下，进水Nl-h’-N和N0f—N浓度均为490mg／L、HRT为24小时出水NHI。N浓度为35．7mg／L，除率为92．6％；出水N02"-N浓度为18．7mg／L，去除串

7、为96．2％。5、保持适合的亚硝化反应条件，通过控制反应时问可以对亚硝化反应发生程度进行控制，使亚硝化反应出水达到厌氧氨氧化微生物要求的NO,一_N／N心+-N比值。试验中亚硝化反应器迸水有机物浓度180mg／L、溶解氧浓度为O．03mg／L亚硝化反应时间控制在34h，出水中N嘎。N／N地+一N比值为1．45满足厌氧氨氧化反应的要求。6、厌氧氨氧化反应器对养殖废水TN去除效果较好，处理过程中对N02-_N的去除效果明显优于对NHLN的去除效果。人工模拟养殖废水培养成熟的厌氧氨氧化污泥经过61天的驯化

8、培养可对实际养殖废水进行处理，并达到稳定运行状态。达到稳定运行后N也+．N去除率为45．5％、N0；一N去除率为95．1％、TN去除率为62，6％。7、厌氧氨氧化反应微生物对环境条件的适应能力较差，进水中有害物质严重影响其生长和活性。厌氧氨氧化反应器处理实际养殖废水时TN、N地+-N去除率均出现较大幅度下降，与人工模拟废水相比NB4'-N去除率下降47％左右，N晚’-N去除率下降不明显，TN去除率下降31．8％。8、采用亚硝化一厌氧氨氧化组合工艺进行养殖废水脱氮处理时两个工艺过程水力停留时间对TN去

9、除效率有较大影响，亚硝化反应水力停留时问决定厌氧氨氧化能否完全进行。组合工艺亚硝化最佳水力停留时闻为34小时，厌氧氨氧化反应器最佳水力停留时问为19-20小时。9、存在一定溶解氧和有机物的养殖废水进行脱氮处理时反应器的选择必须满足进水在反应器中处于较完整的推流状态，这样可在反应器中形成满足不同微生物生长条件的反应区，在反应器中加装填料有利于生长缓慢微生物的富集，形成以某类反应为主的主反应区。试验中发现在加填料的UASB反应器底部进水区好氧氨氧化微生物菌群富集E要发生好