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盐度和活性污泥浓度对猪场废水压滤液硝化作用的影响探究

2021-01-19 17:27编辑: www.jxszl.com景先生毕设

目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Keywords 3
引言 4
1 材料与方法 5
1.1 材料 5
1.1.1 猪场废水压滤液 5
1.1.2 供试污泥 5
1.1.3 试剂 5
1.2 培养基 5
1.3 硝化细菌的分离筛选及其硝化效率测定 6
1.4 活性污泥浓度对硝化效率的影响试验 6
1.5 体系中盐度对硝化效率的影响试验。 6
1.5.1 降低盐度对硝化效率的影响 6
1.5.2 提高盐度对硝化效率的影响 7
1.6 测定方法 7
2 结果与讨论 7
2.1 硝化细菌的分离与筛选 7
2.2 活性污泥浓度对硝化效率的影响 9
2.3 盐度对硝化效率的影响 10
2.3.1 降低盐度对硝化效率的影响 10
2.3.2 提高盐度对硝化效率的影响 11
3 结论 12
致谢 12
附件9 答辩及综合评分表 17
盐度和活性污泥浓度对猪场废水压滤液硝化
作用的影响探究
摘要;猪场废水是一种高氨氮、高盐度的有机废水,探讨盐度和活性污泥浓度对猪场废水压滤液硝化作用的影响具有重要意义。本研究从活性污泥中分离出三株具有一定硝化能力的菌株,采用摇瓶实验方法分析比较了纯菌株单独作用时的硝化效率。研究发现分离出的菌株在单独作用时,难以成为优势菌,硝化效率相对较低,4d反应时间内,氨氮去除率不足20%。采用活性污泥混合体系处理猪场废水压滤液时,发现活性污泥混合体系对处理猪场废水压滤液有相对较好的硝化效果,体系中污泥浓度为4280mg/L时有最优的硝化效率,48h硝化效率即可达55%以上,COD去除率达95%以上;研究还发现,废水盐度为0.6%以下时不会对硝化过程产生抑制作用,盐度在0.7%以上时,提高盐度会明显导致硝化效率降低。
引言
我国是畜禽养殖业的大国,自20世纪80年代开始,我国的畜禽养殖业迅猛发展,散养化猪场
 

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不断减少,工厂化养殖逐渐增多[1]。随着人民生活水平的提高,我国规模化、集约化养猪有了较快的发展[2],从1996年到2013年,我国肉猪出栏头数从41225.2万头上升到71557.3万头,产量上升了73%[3]。规模化畜禽养殖场达140000多个,畜禽养殖产值超过1.4万亿元,占农业产值的34%,是关系国计民生的一大重要农业产业[4]。然而,迅猛发展的畜禽养殖业给我国的环境也带来了很大的压力,由于80%的规模化养殖场缺乏必要的污染治理投资[5],养殖场产生的大量畜禽粪污在特定的范围短时间内急剧积累,远远超过了环境的自净能力,大量的养殖废水的排放对水环境污染尤其严峻,已成为不可忽视的问题。猪场养殖废水具有排放量集中、高氨氮含量、高COD含量、高盐度的特点,NH4+N浓度可达700mg/L,排放的总氮含量占农业污染源的37.89%[6,7],已成为我国农村和近郊环境污染的主要原因之一[8]。
高氨氮含量的猪场废水若不经任何处理直接排放,会导致水体富营养化,对环境、饮用水和农业生态安全都会产生直接的危害。目前,规模化养猪场一般采用常规厌氧沼气发酵好氧厌氧处理组合工艺(如SBR, A2O, A/O等)处理[10]。废水中的氨氮主要通过活性污泥中硝化和反硝化共同作用来实现高氨氮猪场养殖废水生物脱氮。硝化细菌是一类在生物硝化脱氨氮中起着主要作用的微生物,它直接影响硝化效果和生物脱氨的效率。硝化作用一般分为两个阶段,分别由两种不同的微生物来完成:先由NH4+N氧化细菌(Ammoniaoxidizing bacteria/AOB,亚硝化细菌)把NH4+N氧化为N02N,再由N02N氧化细菌(Nitriteoxidizing bacteria/NOB,硝化细菌)把NO2N氧化为N03N[11,12]。然而在传统采用厌氧产沼好氧厌氧处理实际上很难达标。出水经常带色度,COD和氨氮很难达到《禽畜养殖业污染物排放标准》(GB185962001)标准[13],即COD<400mg/L,氨氮<80mg/L。硝化细菌属于化能自养菌,由于氨和亚硝酸是降解过程中亚硝化菌和硝化菌的唯一能源,因此硝化细菌生长速度缓慢,平均代时长,同时受温度、pH、水中有毒物质、溶解氧、盐度、废水初始氨氮浓度等等条件的限制,因此探究在废水处理过程中影响硝化作用的因素尤为重要。
很多研究者已经深入探讨了pH值、温度、溶解氧(DO)等常规物理指标对活性污泥法硝化作用的影响,例如,王树涛等人通过研究臭氧预氧化/ 曝气生物滤池(BAF)联合工艺深度处理生活污水二级出水过程中的硝化特性的研究中发现,升高温度有利于NH4+N 的去除率, 20 ℃是临界点, 继续升高温度去除率仅有10%左右的增加[14]。在王春荣等人的实验中,同样得出中20 ℃是一临界温度, 当温度低于20 ℃时, 反应器的氨氮去除率较低(仅为进水氨氮的25 %), 而温度为20 ℃时, 氨氮去除率上升到68 %左右, 但随温度的进一步提高氨氮去除率增长缓慢[15]。闫立龙等人发现,高质量浓度氨氮废水生物处理过程中,进水pH 值对氨氮去除效果影响较大,在pH 值9.0 ~ 9.5时,氨氮去除率稳定在90%以上[16],与此有所差别的是,Jiménez E.等人通过计算氧呼吸率(Oxygen uptake rate, OUR)的方法研究pH对NOB的影响实验中,发现NOB在pH低于6.5和高于10的条件下会受到严重的抑制,在7.5 ~9.95范围内活性完全相同[17]。溶解氧增高能够促进硝态氮的形成[18],在硝化反应器中,一般溶解氧至少要有2mg/L才能保证硝化作用的正常进行[19]。
除此之外,渗透压对微生物生命活动有很大的影响,水体的盐度是决定渗透压的因素之一。微生物的生活环境必须具有与其细胞大致相等的渗透压,超过一定限度或突然改变渗透压,会抑制微生物的生命活动,甚至会引起微生物的死亡[20~22]。通常而言,定义无机盐浓度在1~3.5%(M/M)的为高盐废水,在0~1%之间的为含盐废水。研究发现[23],在废水中氯化钠浓度为5 gL1时,对常规活性污泥中的亚硝化菌影响不大,硝化菌会受到一定程度的抑制,当氯化钠浓度超过10 gL1时,硝化菌和亚硝化菌均会受到严重的抑制;氯化钠浓度大于30gL1时亚硝化菌和硝化菌已经完全受到抑制,表明盐度和渗透压对硝化作用的活性有很大程度的影响。Dincer和Kargi的研究与李梅的研究结论基本一致,氯化钠浓度为10gL1 时,硝化反应开始受到抑制,氯化钠浓度为30gL1时硝化效率显著降低,60gL1的氯化钠浓度是硝化反应体系能够耐受的极限浓度[24]。

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