養(yǎng)殖污水處理工藝選取設(shè)備選型

近年來,畜禽養(yǎng)殖業(yè)趨于規(guī)模化發(fā)展,其產(chǎn)生的廢水對環(huán)境的影響日益突出。研究表明,2010 年我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)所排放的化學(xué)需氧量(COD)、總氮(TN) 和總磷(TP) 分別占農(nóng)業(yè)面源污染的95. 78% 、37. 89% 和56. 30% 。養(yǎng)殖廢水具有排水量大、有機(jī)質(zhì)濃度高和氮磷營養(yǎng)元素含量高等特征,污水中常伴有消毒水、重金屬、殘留的獸藥以及各種人畜共患病原體等污染物的特點(diǎn),處理難度大。如何高效快速處理畜禽養(yǎng)殖廢水是近年來研究的重點(diǎn)之一。

    厭氧折流板反應(yīng)器( anaerobic baffled reactor,ABR) 是由美國斯坦福大學(xué)的MCCARTY 等 于80年初提出的一種高效厭氧反應(yīng)器,其在對高濃度有機(jī)廢水和有毒難降解廢水的處理中具有特殊的優(yōu)勢 ,譬如,在處理畜禽養(yǎng)殖廢水方面取得了較好的效果。對于ABR 反應(yīng)器來說,顆粒污泥是決定ABR 反應(yīng)器高負(fù)荷處理能力的關(guān)鍵因素。

    ABR 啟動(dòng)的目的就是形成成熟的厭氧顆粒污泥,這個(gè)過程一般需要2 ~ 8 個(gè)月 ,傳統(tǒng)的ABR 啟動(dòng)方式一般有2 種:分別為固定進(jìn)水基質(zhì)濃度而逐步縮短HRT 的啟動(dòng)方式和固定HRT 而逐步增大進(jìn)水基質(zhì)濃度啟動(dòng)方式,采用前一種方式啟動(dòng)的ABR 在COD 去除率、運(yùn)行穩(wěn)定性和污泥流失量等方面均優(yōu)于后一種方式 。姜瀟研究ABR 時(shí)采用第二種啟動(dòng)方式,接種污泥取自北京某污水處理廠的中溫消化池污泥和少量的厭氧顆粒污泥,由于在操作的過程中遇到意外情況時(shí)均保持原來的操作條件,從而導(dǎo)致啟動(dòng)時(shí)間延長到300 d;李文昊采用接種未馴化的非顆粒污泥,逐步提高進(jìn)水負(fù)荷和降低HRT 相結(jié)合的方式,并投加顆?；钚蕴考铀兕w粒污泥形成,控制反應(yīng)溫度在35 ℃ ,zui終有機(jī)容積負(fù)荷達(dá)到8. 00 kg COD·(m3 ·d) - 1 條件下,ABR 啟動(dòng)時(shí)間為70 d。針對反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間過長的問題,國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)通過采用一些強(qiáng)化措施促進(jìn)UASB 中污泥顆粒化過程, 加速反應(yīng)器的啟動(dòng), 相應(yīng)的技術(shù)方法包括: 添加多價(jià)陽離子( Ca2 + 、Mg2 + 、Al3 + 和Fe2 + )、天然高分子物質(zhì)(甲殼素、竹炭顆粒以及各種植物提取物)、人工合成高分子物質(zhì)( 陽離子高分子AA 180 H 等)、有機(jī)-無機(jī)雜化高分子物質(zhì)和惰性材料( *凝膠球、聚乙烯塊) ,使用零價(jià)鐵床等。研究表明,這些強(qiáng)化技術(shù)均在各自的優(yōu)化條件下大多縮短了顆粒污泥的適應(yīng)和生長時(shí)間,但并不一定能夠提高反應(yīng)器的COD 去除效果 。

　　上述強(qiáng)化技術(shù)主要應(yīng)用在UASB 的啟動(dòng)中,但針對ABR 加速啟動(dòng)的系統(tǒng)研究較少。本文擬借鑒UASB 的加速啟動(dòng)方式,即采用接種成熟顆粒污泥的方法進(jìn)行ABR 的加速啟動(dòng),探討ABR 處理模擬畜禽養(yǎng)殖廢水的啟動(dòng)過程以及合適的操作條件。

　　    養(yǎng)殖污水處理工藝選取設(shè)備選型

1　實(shí)驗(yàn)部分

　　1. 1　實(shí)驗(yàn)裝置

　　反應(yīng)器的長× 寬× 高= 550 mm × 102 mm × 255mm,超高35. 39 mm,有效容積12. 32 L。第1 格室(160 mm × 102 mm × 255 mm)的容積是2、3、4 和5格室(80 mm × 102 mm × 255 mm)的2 倍,能更有效的去處懸浮物,而第5 格室后加60°的傾角的沉降格室。

　　1. 2 實(shí)驗(yàn)用水及接種污泥

　　1. 2. 1 實(shí)驗(yàn)用水

　　實(shí)驗(yàn)所用進(jìn)水為人工配制的模擬畜禽養(yǎng)殖廢水,COD ∶ N = (10 ~ 25) ∶ 1,以葡萄糖為碳源,氯化銨Mg、K 以及Al、Co、Fe、Cu、Mo、Ni、Zn 等微量元素 以保證污泥的正常生長,本實(shí)驗(yàn)所用試劑均為分析純。

　　1. 2. 2 接種污泥

　　ABR 各格室的接種污泥為UASB 反應(yīng)器的厭氧顆粒污泥,接種體積占ABR 各格室體積的1 /3 左右。該接種污泥呈橢圓球狀,表面光滑,表1 給出了其基本性質(zhì)。可見,這些厭氧顆粒污泥中位直徑為0. 89 mm,結(jié)構(gòu)較為密實(shí)。