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规模化猪场废水新型生物脱氮除磷技术研究

作　者: 何华燕
导　师: 万金保
学　校: 南昌大学
专　业: 环境工程
关键词: 猪场废水 反硝化除磷 磷化氢 脱氮除磷
分类号: X713
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 95次
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内容摘要


猪场废水是典型的高浓度有机畜禽养殖废水,当前广泛应用于猪场废水处理的沼气工程(或厌氧)产生的沼液由于低C/N增加了后续处理难度,尤其是规模化猪场沼液的氮磷排放不达标问题日渐突现。猪场沼液的处理逐渐成为水污染控制及水质保护技术研究热点。本课题立足于猪场废水实验室研究成果上,开展了猪场沼液的SBBR(Sequencing Batch Biofilm Reactor)示范工程优化处理研究,主要结论有：(1)猪场沼液属于典型的低C/N(0.99)和低C/P废水(7.07)废水,以传统单一的好氧或厌氧型脱氮除磷工艺直接处理猪场沼液,如课题中的SBBR,无法获得较好的处理效果,出水难以达标排放。(2)示范工程运行优化结果证明添加30%猪场原水补充碳源方法对沼液的优化处理在工程上是可行的。优化后的沼液的COD、NH3-N和TP的去除率分别提高至70%、83%、和68%,示范工程SBBR出水COD、NH3-N和TP平均值降低至220mg/L、53mg/L和13 mg/L(3)示范工程优化后沼液C/N和C/P分别提高到3.0和18.3,添加30%猪场原水可以从根本上改善了沼液的可生化性,促进了系统反硝化作用,最终可减少了60%的亚硝酸盐累积量,使TN去除率提高至62.8%。由于示范工程SBBR出水TP含量偏高,仍需进一步处理,而传统生物脱氮除磷之间的相对独立达不到集成高效处理。为实现猪场废水生物脱氮除磷的有机融合,本课题通过了解国内外脱氮除磷工艺最新发展,开展了猪场废水的反硝化除磷和磷化氢释放效能实验室研究,为将来猪场废水新型脱氮除磷工艺的工程化提供基础数据。猪场废水新型脱氮除磷技术实验室研究主要结论有：(1)由于模拟沼液的C/P偏低,A2NSBR直接处理模拟猪场沼液除磷效果不佳,TP去除率只有53%,猪场沼液无法实现较好的反硝化除磷效果。(2)提高进水COD浓度,即C/P的提高有利于A2NSBR的反硝化除磷能力,当进水浓度提高700mg/L时,A2NSBR的对模拟废水的TP去除率提高到了78%。因此,实际猪场沼液仍需调节其水质,提高C/P才能获得较好的反硝化除磷效果。(3)猪场原水和猪场沼液的磷化氢释放量分别可达0.048mg/h和0.033mg/h,合计磷化氢产生浓度为9.6mg/m3和6.6mg/m3,比文献报道的最大值高出2-3数量级,磷化氢在猪场废水的除磷中有较大的去除潜力。(4)通过不同浓度猪场废水的磷化氢释放量研究发现：COD和磷化氢的产量具有较好正相关性,相关系为0.88,相关方程为：y(PH3,mg)=0.02866+0.00016x (COD,mg/L); TP与磷化氢的产量也呈一定的正相关性,说明COD和TP浓度的增加能加强微生物对磷的还原作用,有利于磷化氢的产生；NO3-浓度的增加将抑制磷化氢的产生,这在一定程度上说明了磷化氢的还原受了NO3-抑制,可能是因为NO3-的还原与磷的还原在电子供体上形成了竞争关系。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第1章 绪论  10-27
  1.1 研究背景及意义  10-11
  1.2 废水生物脱氮除磷理论及工艺  11-20
    1.2.1 生物脱氮理论及工艺  11-13
    1.2.2 生物除磷理论及工艺  13-15
    1.2.3 典型生物脱氮除磷组合工艺  15-20
  1.3 规模化猪场废水的生物脱氮除磷  20-21
  1.4 新型除磷机制-磷化氢  21-24
    1.4.1 自然环境中磷化氢的发现  21
    1.4.2 微生物产生磷化氢的机理  21-23
    1.4.3 磷化氢在水处理中的现状  23-24
  1.5 课题来源与内容  24-27
    1.5.1 课题来源  24-25
    1.5.2 研究内容  25-26
    1.5.3 技术路线  26-27
第2章 试验材料与方法  27-35
  2.1 示范工程装置与材料  27-29
    2.1.1 示范工程工艺与设备  27-29
    2.1.2 示范工程水质  29
  2.2 试验装置与材料  29-32
    2.2.1 反硝化除磷装置  29-31
    2.2.2 磷化氢吸收装置  31
    2.2.3 试验用水  31-32
  2.3 试验分析项目及方法  32-33
    2.3.1 水质分析方法  32-33
    2.3.2 磷化氢分析方法  33
  2.4 试验方法与内容  33-35
    2.4.1 猪场沼液的SBBR示范工程处理  33
    2.4.2 模拟猪场废水的反硝化除磷试验  33-34
    2.4.3 猪场废水的磷化氢释放试验  34-35
第3章 猪场沼液的示范工程优化  35-47
  3.1 示范工程SBBR启动  35-39
    3.1.1 启动条件选择  35-36
    3.1.2 运行参数选择  36-37
    3.1.3 启动结果分析  37-39
  3.2 猪场沼液的示范工程SBBR运行效果  39-42
    3.2.1 COD的去除效果  39
    3.2.2 NH_3-N的去除效果  39-40
    3.2.3 TP的去除情况  40-41
    3.2.4 猪场沼液的氮素转化情况  41-42
  3.3 猪场沼液的SBBR工程优化处理  42-46
    3.3.1 优化后COD的去除效果  42-43
    3.3.2 优化后NH_3-N的去除情况  43-44
    3.3.3 优化后TP的去除情况  44
    3.3.4 优化后氮素的转化情况  44-45
    3.3.5 猪场沼液优化效果及机理探讨  45-46
  3.4 小结  46-47
第4章 猪场废水的新型脱氮除磷试验  47-60
  4.1 模拟猪场废水的反硝化除磷  47-54
    4.1.1 A_2NSBR反硝化除磷的启动  48-50
    4.1.2 A_2NSBR处理模拟猪场废水效果  50-52
    4.1.3 反硝化除磷影响分析  52-53
    4.1.4 猪场废水的反硝化除磷可行性探讨  53-54
  4.2 猪场废水的磷化氢除磷基础研究  54-59
    4.2.1 猪场原水的磷化氢释放效果  54-55
    4.2.2 猪场沼液的磷化氢释放效果  55-56
    4.2.3 猪场废水的磷化氢释放规律分析  56-58
    4.2.4 猪场废水的磷化氢影响机理探讨  58-59
  4.3 小结  59-60
第5章 结论与展望  60-62
  5.1 结论  60-61
  5.2 展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-70
攻读学位期间的研究成果  70

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 农业废物处理与综合利用 > 畜牧业
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