【摘要】：農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分,但隨農(nóng)業(yè)的發(fā)展,對環(huán)境造成的污染卻成為一個長期的隱患。在諸多農(nóng)業(yè)環(huán)境問題中,以養(yǎng)豬場為代表的畜禽養(yǎng)殖業(yè)對環(huán)境的污染不容小覷。養(yǎng)豬場廢水具有NH4+-N濃度高,C/N低,BOD5濃度高等特性,不合理的排放會觸發(fā)傳染病的流行,以及水體富營養(yǎng)化,水中硝酸鹽及亞硝酸鹽等含量的增加,威脅附近居民生命�，F(xiàn)階段,常用養(yǎng)豬場廢水處理方法有厭氧處理、好氧處理及厭氧好氧組合處理等。但傳統(tǒng)養(yǎng)豬場廢水處理手段存在操作管理繁瑣、穩(wěn)定性差、污水停留時間長、占地面積大等缺點。而固定化微生物技術因其具有的獨特處理特性,成為國內(nèi)外畜禽養(yǎng)殖廢水處理領域較優(yōu)的選擇。鑒于此,本研究利用固定化微生物技術處理養(yǎng)豬場廢水,調(diào)查分析不同載體填充率、水力停留時間(HRT)及C/N等運行條件下,固定化微生物技術的處理性能;其次,結合上述單因素實驗結果及響應面分析方法的基本原理,進行3因素3水平正交實驗,從而優(yōu)化系統(tǒng)運行條件,分析各個因素之間的交互作用;再在最優(yōu)條件下對養(yǎng)豬場廢水進行處理,并分析系統(tǒng)內(nèi)微生物群落結構,以此,了解系統(tǒng)處理特性與系統(tǒng)內(nèi)微生物群落結構變化;最后結合目前延邊地區(qū)養(yǎng)豬業(yè)發(fā)展及污染現(xiàn)狀,分析該技術在延邊地區(qū)養(yǎng)豬業(yè)的推廣應用性。通過研究本文得到以下幾方面結論:1)以載體填充率、HRT及C/N為變量,了解不同條件下固定化微生物技術對養(yǎng)豬場廢水處理特性結果,載體填充率20%時,系統(tǒng)內(nèi)載體微生物濃度達到最大值47mg/PUFcm3;而HRT為24h、C/N為5時,TN去除率最優(yōu)。2)響應面實驗結果固定化微生物技術對養(yǎng)豬場廢水ITN去除最優(yōu)運行條件為HRT為27.5h、載體填充率為25%、C/N為5.48。此時,TN去除率預測值為79.73%,實測值為74.81%,預測值與實測值無顯著差異,模型可有效預測TN去除率。在本研究所取3因素中,對TN去除率的影響依次為載體填充率C/NHRT。3)高通量測序結果,隨系統(tǒng)的運行,系統(tǒng)中微生物群落多樣性有所降低,而反硝化池微生物群落多樣性普遍高于硝化池。變形菌門與擬桿菌門,Betaproteobacteria,Hydrogenophaga與Flavobacteriu 是固定化微生物技術處理養(yǎng)豬場廢水的優(yōu)勢菌門、菌綱及菌屬。4)微生物群落功能預測結果,系統(tǒng)中微生物群落功能主要以“氨基酸代謝(amino acid metabolism)”,“碳水化合物代謝(Carbohydrate Metabolism)”和“能量代謝(Energy Metabolism)”等“代謝(Metabolism)”為主,但5組樣品間微生物群落功能無顯著差異。隨系統(tǒng)的運行,與氮轉化相關酶增加,系統(tǒng)微生物群落氮轉化能力得到加強。5)2008年-2017年間延邊地區(qū)養(yǎng)豬業(yè)前期呈上升趨勢,在2010年達到最高值,而2011年達到近10年的最低值,之后緩慢增加并逐漸趨于穩(wěn)定,到2017年達到33.96萬頭。而近10年養(yǎng)豬業(yè)在延邊地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)中的占比大體呈先下降后上升趨勢,在2017年養(yǎng)豬業(yè)占比增加顯著,達到畜禽養(yǎng)殖業(yè)的20.36%,僅次于肉牛養(yǎng)殖業(yè)成為延邊地區(qū)主要的畜禽養(yǎng)殖品種。6)2017年全州養(yǎng)豬業(yè)糞尿產(chǎn)生量為341.95 kt,BOD5、COD、TN和TP的產(chǎn)生量分別為6772.98t、7262.04t、1379.5t和459.05t。延邊地區(qū)各縣(市)中敦化市糞尿產(chǎn)生量及各種污染物產(chǎn)量最多,占全州的30.2%;而圖們市最少,僅占全州的5.3%,其他縣(市)差異不顯著。經(jīng)處理后全州養(yǎng)豬業(yè)COD排放量為2302.79t,TN排放量為347.49t,利用固定化微生物技術處理養(yǎng)豬場廢水可顯著降低污染物的排放量。
【學位授予單位】：延邊大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X713
【圖文】：
圖２固定化小塊前后對比逡逑Ｆｉ．邋２邋Ｔｈｅ邋ＰＵＦ邋ｃｕｂｅｓ邋ｏｆ邋ｂｅｆｏｒｅ邋ａｎｄ邋ａｆｔｅｒ邋ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ逡逑
技術路線圖
不同載體填充率條件下COD去除率
【參考文獻】
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