含氮化合物是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要物質(zhì),由于豬場(chǎng)廢水中含有大量的含氮化合物,氮的去除已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。厭氧氨氧化(Anammox)工藝由于具有高效的脫氮能力且處理成本,成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。由于豬場(chǎng)廢水中含有大量的有機(jī)物和懸浮物,限制了該工藝對(duì)豬場(chǎng)廢水進(jìn)行脫氮。本論文首先研究了化學(xué)絮凝劑和厭氧消化過(guò)程對(duì)豬場(chǎng)廢水的預(yù)處理去除SS和有機(jī)物的效果;其次研究了豬場(chǎng)廢水中的有機(jī)物對(duì)Anammox過(guò)程的影響;最后研究了利用亞硝化-Anammox一體化工藝處理豬場(chǎng)廢水的可行性。(1)探究了豬場(chǎng)廢水的預(yù)處理技術(shù)。首先研究了常見(jiàn)的絮凝劑聚丙烯酰胺(PAM)和聚合硫酸鐵(PFS)對(duì)豬場(chǎng)廢水的預(yù)處理效果;當(dāng)PFS達(dá)到1000mg/L時(shí)候,豬場(chǎng)廢水中的SS和SCOD的去除效率分別達(dá)到69.7%和30.2%;當(dāng)添加750mg/L的PFS和80mL的PAM時(shí),SS和SCOD的去除效率為87.1%和31.5%說(shuō)明PFS和PAM對(duì)豬場(chǎng)廢水中的SS和有機(jī)物的去除效率較好,但是所需劑量較大成本較高。厭氧消化過(guò)程能夠有效的分離豬場(chǎng)廢水中的SS和SCOD,經(jīng)過(guò)19天的厭氧消化,其厭氧消化組,添加PFS的厭氧消化組以及添加鐵離子的厭氧消化組中的SS去除效率分別是52.4%,62.1%和70.0%;SCOD去除效率50.3%,56.7%和60.3%;這表明厭氧消化過(guò)程能有效的去除中豬場(chǎng)廢水中的有機(jī)物和懸浮物,通過(guò)添加絮凝劑和鐵離子能分別提高厭氧消化過(guò)程中有機(jī)物和SS的去除。(2)探究了豬場(chǎng)廢水中有機(jī)物對(duì)厭氧氨氧化工藝影響。由于豬場(chǎng)廢水中的有機(jī)物主要是以被生物難以利用的惰性有機(jī)部分;在第二階段,豬場(chǎng)廢水中的有機(jī)物以惰性有機(jī)物為主,氨氮和總氮的平均去除率分別是77.2%和71.6%,Anammox細(xì)菌的活性受到的一定的抑制作用,但Anammox系統(tǒng)還是可以穩(wěn)定脫氮;該實(shí)驗(yàn)結(jié)果也說(shuō)明豬場(chǎng)廢水中的惰性有機(jī)物對(duì)Anammox工藝的影響程度有限;在第三階段,在豬場(chǎng)廢水中添加乙酸鈉,第132天的時(shí)候氨氮和總氮的去除效率降低到47.7%和48.8%,表明Anammox過(guò)程逐漸被惡化。高通量測(cè)序結(jié)果分析了Anammox工藝處理豬場(chǎng)廢水中菌群的尤其是功能微生物的豐度的變化,Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia是兩種Anammox過(guò)程的功能細(xì)菌;豬場(chǎng)廢水中存在不足的生物易降解有機(jī)物的時(shí)候,Anammox細(xì)菌的菌群豐度從第104天的5%在第131天下降到1.41%,與此同時(shí)反硝化細(xì)菌Thaurea從第28天的0.07%增加到第104天的1.91%,在131天繼續(xù)提高到4.77%;實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明當(dāng)豬場(chǎng)廢水中含有有限的可生物利用的碳源的條件下,Anammox工藝可以處理豬場(chǎng)廢水。(3)探究了亞硝化-Anammox一體化(PN/A)工藝處理豬場(chǎng)廢水的可行性。本章首先研究了低濃度溶解氧(0-0.2 mg/L)和間歇曝氣的方式啟動(dòng)PN/A反應(yīng)器,第68天的亞硝酸鹽和硝酸鹽產(chǎn)量轉(zhuǎn)化效率(η)(28%)值在第124天降低至13%,說(shuō)明PN/A反應(yīng)器啟動(dòng)成功;然后利用PN/A工藝處理豬場(chǎng)廢水,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中逐漸提高豬場(chǎng)廢水的稀釋比例作為PN/A過(guò)程的進(jìn)水,相應(yīng)的化學(xué)需氧量(COD)與氨的比率(COD/N)逐漸增加到0.8,1.33和1.67,氨氮和總氮去除效率分別高于90%和70%,說(shuō)明PN/A反應(yīng)器保持良好的脫氮性能。且COD去除值(COD_(去除))與氨(COD_(去除)/N)的比率在0.1和0.3之間,這表明進(jìn)水中具有較高COD/N比的條件下,PN/A系統(tǒng)仍然可以保持良好的脫氮性能,只要保持較低COD_(去除)/N比值。通過(guò)16S-rDNA技術(shù),Candidatus Brocadiacese的豐度從第125天的8.61%降至第173天的約4.56%,并保持穩(wěn)定的比例(第235天為3.41%)。我們的研究提供了PN/A處理豬場(chǎng)廢水的啟動(dòng)策略。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：X713
【部分圖文】：

功處理厭氧污泥消化沼液的規(guī)�；瘧�(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界一共有在建的和 8 個(gè)處于設(shè)計(jì)階段的[26]；具體分布見(jiàn)下列圖；但是成功用 Anammox 技術(shù)處理豬場(chǎng)廢水的應(yīng)用。可能是兩個(gè)原因水中可生物降解的有機(jī)底物不足以支持完全異養(yǎng)反硝化，但可和其他異養(yǎng)細(xì)菌的大量生長(zhǎng)。反硝化細(xì)菌和其他異養(yǎng)細(xì)菌的生x 細(xì)菌 100 倍左右，不可避免地會(huì)減少 Anammox 菌的豐度甚x 菌全部消失[27]。豬場(chǎng)廢水中含有大量有機(jī)物，包括懸浮固體生物降解的有機(jī)化合物。這種有機(jī)物質(zhì)會(huì)影響厭氧氨氧化酶機(jī)物質(zhì)在預(yù)處理過(guò)程中被去除。有機(jī)物的存在會(huì)促進(jìn)異養(yǎng)微繁殖，一方面來(lái)說(shuō)通過(guò)反硝化作用可以促進(jìn)總氮的去除效率量過(guò)高便會(huì)威脅 Anammox 菌的生長(zhǎng)，使得系統(tǒng)的崩潰。另外ox 的細(xì)菌世代周期較長(zhǎng)（11-13d）、且細(xì)胞產(chǎn)率低、對(duì)水質(zhì)場(chǎng)廢水厭氧消化液成分十分復(fù)雜，不僅含有大量腐殖質(zhì)，還含等[28]。這些因素致使 Anammox 很容易被淘汰出去，從而使得統(tǒng)崩潰。

(mg/L) (mg/L) (min)1 500 -- 52 750 -- 53 1000 -- 54 1500 -- 55 750 20 56 750 40 57 750 60 58 750 80 5豬場(chǎng)廢水 PFS 氯化鐵 厭氧污泥(mg/L) (mg/L) (VSS g/L)1 -- -- 32 300 -- 33 -- 300 34 300 300 3

2.3.2 厭氧消化過(guò)程處理豬場(chǎng)廢水的運(yùn)行性能2.3.2.1 厭氧消化過(guò)程中有機(jī)物和懸浮物的降解豬場(chǎng)廢水首先會(huì)通過(guò)格柵過(guò)濾其中的懸浮大顆粒物體，如一些飼料或者豬糞殘?jiān)龋浯螘?huì)通過(guò)離心機(jī)進(jìn)行固液分離，但是豬場(chǎng)廢水通過(guò)離心機(jī)后懸浮物的分離并不徹底，里面還是會(huì)殘留很多粒徑較小的懸浮物；一般來(lái)說(shuō)這部分懸浮物需要絮凝劑進(jìn)行固液分離，由上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，聚合硫酸鐵的市場(chǎng)價(jià)格在1.5 元/kg，每立方豬場(chǎng)廢水需要 1.5～2 元,這個(gè)成本還是挺高的對(duì)于養(yǎng)豬行業(yè)整體利潤(rùn)較低的情況下。厭氧消化過(guò)程一方面可以利用微生物的絮凝作用降低豬場(chǎng)廢水中的 SS,一方面也可以利用微生物的分解代謝作用將部分 SS 降解，因?yàn)閾]發(fā)性固體的比例約為 54％，因此 SS 能夠被厭氧降解，從而也會(huì)降低 SS 的濃度。本實(shí)驗(yàn)中為了評(píng)估 PFS 和鐵離子對(duì)厭氧消化過(guò)程中 SS 的分離效果，一方面添加PFS 增強(qiáng)厭氧消化的絮凝作用，一方面添加鐵離子增強(qiáng)微生物的代謝作用，以及在厭氧消化體系中共同添加 PFS 和鐵離子。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2840275