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- 2022-04-26 发布
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1学校代码;0225学号:S15690..一■:茄殺—-?;瓦弊:产;..带每絲解、L请站捧追話义/J学位冷义敏'、'巧鴻‘活踏,.片叫巧兩-夸'.-I‘;1、心■’<.?■''s.山.材-.?.,...■?基于畜禽养殖度水处理的好氧颗粒巧泥系统启动与稳定运行硏究何理指导教师姓名:高大文教授东北林业大学申请学位级别:硕±学科专业:环境工程论文提交日期:2015年4月论文答辩日期;2015年6月授予学位单位;东北林化大学授予学位日期;2015年6月答辩委员会主席:论文评巧人;抑I乂聲冰从nUniversityCode:10225ReisterCode:SI5690gDissertatio打fbrtheDegreeofMasterStudonStart-uandStableOerationofyppAerobicGranulesSstemBasedonSwineyWastewaterTreatmentCandidate:HeLiSuervisor:Prof.GaoDawenpAssocia化Suervisor;pAcademicDereeAliedfor:MastergppectSpialiy:Environmen1;aIEngineeringDateofOralExamination:June2015,University:NortheastForestryUniversityn^摘要畜禽养殖废水中有机物含量高、氮素含量高、有抗生素和病原体残留,氮磯營量高易造成水体富营养化,,污染水体环境所W在排放前,要对畜禽养殖废水进行处理,去除其中的碳氮磯等污染物。针对畜禽养殖废水的特点,目前较为常见的处理方式是厌氧法,但厌氧处理后的出水氨氮浓度依然很高的间题难W解决。好氧颗粒污泥因为具有沉降性能良好、抗冲击负荷能力强、能吸附重金属与有毒物质、能实现同步硝化反硝化等优点而成为解决这一难题的较好选择,,因此本试验研巧了基于畜禽养殖废水处理的好氧颗粒污泥系统启动与稳定运行。首先用模拟畜禽养殖废水在不同选择压的条件下启动好氧颖粒污泥系统,W期得出较好的选择压条件。研究发现,在兰种不同的选择压条件下,好氧颗粒污泥系统都能启动成功。但粒径在1cmW上的大颗粒所占比例不同,选择足越大,大颗粒所占的比例越小。选择压对污泥的胞外聚合物。PS)和污泥中有机质含量(VSS/SS)的变化影响也不大。而选择压较小的反应器中的颗粒污泥Zeta电位最低,颗粒较稳定,较小选择压条件下培养出的颗粒污泥具有较强的稳定性。扫描电镜照片显示培养成功的颗粒污泥表面光滑圆涧,多由球状菌构成,好氧颗粒污泥在H个反应器中都能培养成功。与此同时,选择压较小的反应器中污泥对氨氮的比降解速率较高,氮素去除效果较好。在较好的选择压条件下用实际畜禽养殖废水在不同排水比的条件下后动好氧颗粒污泥系统,选出较好的排水比条件。在排水比为73%、66%和50%的条件下,用实际畜禽养殖废水都,S种条件下颗粒污泥的形成过程无差异成功的将絮状污泥培养成了好氧颗粒污泥。但。在排水比为66%时,成熟颗粒污泥的胞外聚合物含量较高形成颗粒的性质并不相同、多糖所占比例较大,同时其Zeta电位值也最低。当排水比较大时,反应器中产生大量气泡,污泥流失严重,而在排水化较小的反应器中,这种现象就被有效的抑制。从碳氮磯的去除效果来看,在排水比为66%的条件下培养出的好氧颗粒污泥具有较好的碳氮去除效果,而排水比为50%的反应器具有较好的除磯效果。,5025%)进行试验在稳定运行阶段选取云种不同的排水比05%、%和,当排水化为75%和50%化大颗粒污泥所占的比例明显增加,颗粒粒径明显变大,蛋白质、多糖和EPS都略有增加,PN/PS基本变化不大,颗粒污泥饱满密实,呈深黑色,SVk和VSS/SS都变化不大,好氧颗粒污泥内部球状菌己经完全占据了主体地位,系统都能较稳定的成功运行,二者的脱氮除憐效率也相当,氨氮、总氮、磯酸盐和总磯的去除率、比降解速率都较高且稳定,氮素转化去除较快。但当排水比为25%时,大颗粒污泥所占的比例己经开始减少,,,己经出现了污泥流失或解体的现象EPS的含量突然增大污泥颜色略微泛白,颗粒边缘有许多百色的絮状物,还有许多白色的絮状物单独存在于反应器中,,絮状污泥的数量急剧增加好氧颖粒污泥出现解体和絮化的现象,颗粒污泥表面的球状菌数量明显减少,取而代之的是大量杆状菌、丝状菌和其他不明菌种,污泥巧部--1n?的菌落发生了极大变化,系统漸临崩溃,各种污染物的去除效率也急剧下降,氮素去除速率慢,说明此条件不适合好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水系统的运行。研究表明,当pH值分别为7.化0.1、7.5±0.1和8.0±0.1时,好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水系统均能稳定运行,颗粒污泥的粒径、性质和表观形态结构均差别不大。颗粒污泥的EPS、多糖、蛋白质、Zeta电位、SVIs和VSS/SS等指标的差异表现不明显。但兰种条件下,系统的脱氮除磯效率区别较大。当pH值为8.0±0.1时,系统的氮素去除效果最佳,氮素的去除速率较快,磯酸盐的去除效率也较高,所pH值为8.0±0.1是较好的系统稳定运行条件。关键词好氧颗粒污泥;畜禽养殖废水序批式反应器(S抓);脱氮除磯;--IInAbstractAbstractSwinewastewaterhasthecharac化risticsofhighorganicand打itrogenCO打te打tathogens,pandantibioticresidues.Thecontentof打itrogenandphosphoruseasilycausedeutrophication,whichwiUoUute化ewaterenvironment.Sobeforedischarewemusttreatswinewastewaterg,,pinorder化removethecarbo打打itrogenphosphorusandotherpollutants.Accordi打gtothecharacteristicsofswinewastewater化ecommontreatmentmethodistheanaerobicroce巧.,pTheefluentammoniaconcentratio打afteranaerobictreatmentisstillhigh,sohowtohamllethehigherammoniaconcentratio打afteranaerobicinswinewas化waterhasbecomeanurgentrob-lem.Aerobicranuleswi化goodsetlingerformancehas化estro打caacitofantipgp,gpyshockloadingandcanadsorbheavymetalsandtoxicsubstances,canrealizesimultaneousnitrificationanddenitrificationisabetterchoice,whichcansolvethisproblem.Therefore,the-studresearchesstartuandstableoerationofaerobicranulessstemwhichbasedonyppgy,swinewastewaterreatmentt.Wecanactivatetheaerobicranulessysl:ernsbysimulatingswinewastewaterandrealgswnewastewatereststarttaerocranuessst:emssmuatedwnewasewateri.WfirlyhebiglybyilsitmanualCO打行gurationindiferentpressureconditio打sinorder化obtainabetterselection,ressurecondition.Thestudfoundthatwhentheressureconditionsareinthreedifferentpy,potic打saerobicranulesstemscanastartsuccessfu山化eamounofaerobcranulesp,gylllly.Btigwhichthesizeislarerthan1cmarticlesisdiferentineachroortion.Whentheselectiongppppressureisreatertheroortionoflarerarticlesissmaller.Theextracellularolmericg,ppgppysubstanceEPSandthecontentoforanicmatterin出esludeVSS/SSchaneshavelitle()gg()gmacnesudeoferentseectonessuB山化taoensmaeripti化lgdiflirres.ezetaotenilfsludgillpp'*ressureieact;orislowestthesludeismoiesableSmallselecionofranularsludep,gt.tggressureconditonscancuatesonstttedatthesuccessfulpiltivtrgabiliy.SEMpicuresshowthcultivationofgra打ularsludgesurfacesmoo化byshericalbacteriaaerobicranulesinthep,gthreereac1;orcanbeculturedsuccessfull.Therefore也esstemwhichisinsmallerselectiony,y"pre巧ui:ehavethebestcondition.Then,wechoosethebestdrainageratio.Whenthedrainageratiowere73%,66%and50%,weareallsuccessfulstartaerobicranulessystemunderthegcond'itio打ofactualswi打ewastewaterereisnodifeienceetwee打hethreekindsof.Thbtformationofgranularslud呂eundertheconditio打oftheroce巧?Whenthedrai打aeratioispg66%,thecontentofextracellularpolymericsubstanceofmaturegranularsludgeishigher,butitsZetapote打tialis化elowest.Whe打thedrainaeratioistoolarealarenumberofbubbleis,gggroducedsludelo巧isseriousandthedrainaeratioisrelativelsmallthishe打ome打onhasp,,ggy,pbee打efectivelysupressedThecarbonand打itroenremovalrateofaerobicra打ulesi打也epggIIInAbstractdrainaeratioof66%isbetterandthedrainaeratioof50%haveoodhoshorusremovalg,ggpp〇rate.Comrehensiveconsiderationofvariousfactorsdrainaeratioof66/iisthebe巧startinp,ggCO打ditions.Inthestableoerationstageweselectthreekindsofdiferentdrainaeratio75%50%p,g(,and25%)duringtheexeriment.Whe打thedrainageratioare75%and50%,theroortio打ofppplargegranularsludgeincreased,thesludgesizebecomeslarger.TheproteinPN),(polysaccharides(PS)andEPSofsludgeincreasedslightly,thePN/PSratiochangeisnotbig.Thegranularsludgeisfullanddense,darkandblack.SVIsandVSS/SShavelittlechange.Thesphericalbacteriahascompletelyoccuiedthedomi打antositio打inaerobicgranules,thetwoppsystemscansuccessful^runstably.Thetwosys化mshavesimilar打itroge打andphosphorusremovaleficenctroe打andsorusremovarateishsableutwhen化eiy,Nigphophlighandt.Bdrainageratiois25%,theproportionoflargegranularsludgehasbeenreduced,thelossofsludeanddisinteratio打henome打o打haveemeredtheconte打tof£PSincreasessuddenlyggg,p,化ecolorof化es山dearticleedgeslihtlywhite,化ewhiteflocculentsludgeisincreased.gpgThenitrogenremovalrateisslow,theconditionisnotsuitablefor化robicgranulestreatment〇ofswi打ewastewater.了herefoKthedrainaeratioof75/〇and50%姐ctheoeration,gpcondonowsthaeesare7主±aerobicitis.ResearchshtwhntileHvalu.00.17.5±0.1and8.00.1,,p,ranulesforswinewastewatertreatmentsystemcanstableoeration.Thediameterofranulargpgsludge,the打atureandtheappare打tmorphologyofsludehavelitledifere打ce.了hediferencegofranuarslude打osaccaresroteneaoenialandwerenotliEPSlhidiZtttSVIYSS/SSgg,py,p,p,5obvious.Butunderthethreeconditionthenitroenandhoshorusremovalefficiencare,gppydfas8主enroenrecisbesheierentWhentheHvaluew.00.1thitmovalefetttrateofp,,gremovaofntroenandosateremovaefcencarehihso8±ithebestconditionligphphlfiiyg,.00.1sforstableopciatio打ofpH.K*eywordsAerobicgranules;Swinewastewater;Seque打ci打gbatchieactor(SBR);Nitrogenandphosphorusremoval--IVn目录目录摘要IAbstractIll1绪论1.11课题背景111.1.畜禽养殖废水的污染现状11.1.2畜禽养殖废水处理技术11.2好氧颗粒污泥技术21.2.1好氧颗粒污泥简介21.2.2好氧颗粒污泥的影响因素3123好氧颗粒污..泥处理畜禽养殖废水41.3研究目的和意义42材料与方法62.1装置与材料6211..试验装置62..12试验仪器62.1.3试验水质与接种污泥6227.分析检测方法2.2.1常规项目检测72.2.2污泥性质的测定73好氧颗粒污泥系统的启动93.1不同选择压条件下好氧颗粒污泥系统的后动93.1.1试验方案9312..结果讨论与分析93.25不同排水比条件下好氧颗粒污泥系统的肩动13.2.1试验方案153.2.2结果讨论与分析153.3本章小结21224好氧颗粒污泥系统的稳定运行4.1不同排水比条件下好氧颗粒污泥系统的稳定运行224.1.1试验方案224.1.2结果讨论与分析224.2不同pH值条件下好氧颗粒污泥系统的稳定运行294.2.1试验方案29-V-n42.2结果讨论与分.析304.3本章小结%结论38参考文献40攻读学位期间发表的学术论文45致谢46-VLn1绪论1绪论1.1课题背景1.1.1畜禽养殖废水的污染现状近年来,,为了满足人们对肉类、禽蛋类食品日益增长的需求我国的畜禽养殖业发^12%。展迅速,调查显示,各地区的畜禽养殖数量都增长较快,平均増长率甚至达国,家大力扶持畜禽养殖业,截止到2012年畜禽养殖业在农业中所占的比例己经増加到口-3]50%上。W从2007年至今,我国优化了畜牧业生产结构,大量规模化畜禽养殖场相继建W.2。成2008年,中国生猪和肉牛的规模化养殖数量分别占畜禽总数量的%%和38.0%,这些大型养殖场因为具有养殖周期短,但、成本低、易于管理等优点而受到人们的青睐它们也相应的带来了许多问题,。规模化养殖场的畜禽养殖量呈现明显的上升趋势所W、其带来的环境问题也日益凸显,其中具有代表性的是废水污染畜禽粪便处理W及养殖过程中产生的臭气问题。其中,畜禽养殖废水因排放量大、处理难度大而逐渐成为人们,这些废水中有机物含量高关注的焦点。大型养殖场的废水排放量大且集中、氮素含量s-IW高。,、有抗生素和病原体残留有机物和氮素含量高易造成水体富营养化从而破坏水体环境,否则会对环境造成严重的环。所W畜禽养殖废水在排放前需要进行有效处理。,境污染,甚至威胁当地的生态安全因此对畜禽养殖废水进行集中而有效的处理是非常必要的。1.1.2畜离养殖废水处理技术针对畜禽养殖废水的W上特征,目前比较常见的处理方式有还田处理、自然处理和工业化处理。(1)对畜禽养殖废水最早的处理方法就是还田处理,即将养殖场废水经过简单处理后直接用来灌概农田,废水就可W作为肥料来改善农田±壤环境,W求达到废物再利用的目的^式造成水体富营养化的碳氮磯污染物,但送些物。畜禽养殖废水中含有大量可LU作为改良±壤的营养物质,质却可,从而促进农作物的生长正是基于此种原因我国在九十年代前基本都采用此方法处理畜禽养殖废水,在广大农村地区和分散养殖区此方法效果较好,还田处理模式的弊端。但到本世纪初,随着大量规模化养殖场的建立,逐步显现,废水的产生量大长期排放时要考虑王壤的承载。规模化养殖场畜禽数量多,,力问题,如果短时间内王壤承载力不足则要将废水先储存而我国具有人多地少、住W居稠密的国情,难W提供较为充足的存储空间。另外,利用还田模式进行处理时,畜禽养殖废水中含有的大量抗生素和微生物病原体也有可能对自然生态环境造成破坏。所L。:A,还田处理模式在我国畜禽养殖业快速发展的特点下难长效实行--1n东北林业大学硕±学位论文一(2)自然处理就是利用些自然系统对畜禽养殖废水进行处理。应用较多的是氧化塘和人工湿地两种自然系统。氧化塘处理是利用自然池塘或人工修复的池塘构筑物处理废水,有厌氧塘、好氧塘及兼性塘之分,它们能对畜禽养殖废水进行厌氧或好氧处一理。人工湿地是用介于水生系统和陆生系统的种生态系统,其内部的基质、微生物、湿地植物和动物通过过滤、沉淀、吸附、离子交换、微生物同化作用和植物吸附作用对P—W畜禽养殖废水进行净化。这种处理方法具有成本低、操作简单、可W实现污染物的一:处理能力较差再利用,但它也有着致命的缺陷,般巧需要加入盾期处理装置;处理周期时间长,不适宜处理大量畜窝养殖废水;受气候的影响较大;和还田处理相似,自1U1然处理同样也需要有宽广的止地。结合我国的实际情况,自然处理法不可能大面积推广使用,所W工业化处理就成为必然的趋势。(3)工业化处理技术分为物化处理技术和生物处理技术。物化处理技术有吸附、磁絮凝沉淀、电化学氧化等方法。吸附是用沸石等介质来吸附畜禽养殖废水中的污染物,磁絮凝沉淀法是向废水中投加磁种和化学絮凝剂,通过分离反应来去除污染物的方法。电化学氧化则是让污染物与投加物质之间发生电化学反应的方法。物化处理技术对污染物的去除率较低,成本较高,且目前的工程经验不足,未能在畜禽养殖场中大批推tW广。生物处理法是目前最常用畜禽养殖废水处理方法,占地面积小,成本适宜,处理uit效果较好、周期短,。生,适合处理大量废水不受地域、气候等外界因素的限制物处理法又可分为厌氧处理法、好氧处理法W及厌氧好氧结合法。单纯的厌氧或好氧处理都很难同时将畜禽养殖废水中的高浓度碳氮磯污染物去除,所レッ厌氧好氧结合法受到许fW多人的青睐。厌氧处理的化点是能高效降解废水中的有机污染物,但厌氧处理技术却很难去除废水中的高浓度氮素,如何有效去除养殖废水厌氧沼液中的高氮素污染物是目前急需解决的一个难题。1.2好氧颗粒污泥技术1.2.1好氧颗粒污泥简介一tw好氧颗粒污泥是种不易凝聚且沉降速度较快的微生物聚合体。从定义可[^看,好氧颗粒污泥具有许多优点。1)沉降性能良好出:好氧颗粒污泥为密实度较高的颗粒,同时又不易凝聚,,,所W其沉降速度快这样就减少了反应器体积增加了污泥浓度w-fW和水力负荷,为大规模处理高浓度、难降解废水提供了可能;2)抗冲击负荷能力强,:好氧颗粒污泥内部微生物群落丰富结构层次具有多样性,能适应不同有机负荷和水力负荷的冲击所W利用其在处理污染物浓度变化较大的废水方面具有广阔的前景;3)能吸附重金属与有毒物质:好氧颗粒污泥吸附性能强,因为其比表面积大且表PD^23面空隙多,颗粒能分泌大量粘性很强的胞外聚合物,废水中的金属物和有毒物质都可W被吸附去除;4)能实现同步硝化反硝化:好氧颗粒污泥内部存在厌氧区,外部有psi好氧区,可W实现同步硝化反硝化,所W可W用其有效去除高氮废水中的总氮成分。-2-n1绪论1.2.2巧氧颗粒污泥的影响因素(1)剪切力剪切力对好氧污泥颗粒化的过程影响很大,主要表现在影响颗粒污泥的尺寸大小、P4i外貌形态、多糖的产生、细胞表面的疏水性及有机质含量。目前好氧污泥颗粒化过程主要是在柱形反应器中采用上流式曝气提供剪切力。大多W表面上升气流速度来表征剪切力的大小。剪切力还影响污泥内部微生物的结构和代谢。在较大的剪切力下形成的颗粒污泥更紧凑密实圆潛且粒径较小。剪切力通过促进微生物细胞内多糖的释放而决定PS着细胞的表面疏水性,进而影响着好氧颗粒污泥的形成与稳定。(2)好氧饥饿时间在好氧颗粒污泥工艺中,主要有两个反应阶段:基质降解期和好氧饥饿期,其中后一PW一个时期对其性质的影响较大。好氧饥饿时间可W对污泥内部的微生物起到个选择的作用。众多的研究表明,当好氧饥饿时间较短时,好氧污泥的颗粒化较难实现,而当好氧饥饿时间较长时,微生物更易分泌多糖等有机物,从而促进污泥的聚集与颗粒化好氧饥饿时间较长还有利于培养出结构强、沉降性能良好、比重较高的颗粒污泥PS1。好氧饥饿时间还可W通过增强细胞表面的疏水性和促进细胞多糖的释放而也有助于快速一、成功地实现好氧污泥的颗粒化。调整入水有机负荷或个周期的运行时间可W改变系统的好氧饥饿时间。(3)排水比排水比是指反应器中排出水的体积与总有效体积的化例,它对巧泥的颗粒化过程、沉降性能、细胞外多糖的产生、金属离子的积累影响较大。研究表明,在SBR反应器一中,排水比作为选择压的种表现形式也决定着好氧污泥的颗粒化过程,当排水比较大时,好氧污泥的颗粒化过程较为容易实现。在排水比较大的反应器中,EPS的产生量较大,巧离子的积累量较多,污泥的沉降性能改善较快。排水比对好氧污泥颗粒化的影响可用最小沉降速度理论来解释,当好氧污泥的最小沉降速度在4m/hW上时,好氧颗PWW粒污泥系统才可&被成功快速的启动。(4)沉降时间沉降时间可W对好氧污泥的颗粒化过程、沉降性能、细胞表面疏水性、细胞外多糖Pwsi的产生、微生物活性和群落、阳离子的积累等方面产生影响。许多研究都显示,沉PW降时间是好氧颗粒污泥形成的决定性因素。在SB民反应器中,好氧颗粒污泥的培养大都采用的是选择压培养法,即逐步缩短污泥沉降时间的方法。当沉降时间缩短较快时,系统的选择压较大,就可UA促进好氧污泥颗粒化快速、稳定的进行,但当选择压过大时,当沉降时间缩短较慢时污泥浓度会急剧减少,也易造成系统崩溃,经过长时间;PS1レ的培养,絮状污泥依然存在。,较小的选择压不利于好氧污泥的颗粒化所ッ,好氧污泥的颗粒化过程很有可能是微生物群落针对外界压力所做出的一种有效的防御或保护策略。目前沉降时间如何有效设定,还多数依靠固定时间策略或经验,如何通过污泥参数直接指导沉降时间的合理制定方面的研巧还很少。-3-n东北林业大学硕±学位论文(5)溶解氧一。溶解氧(DO)是另外个对好氧颗粒污泥影响巨大的因素研究表明,在较小的溶解氧条件下一,好氧颗粒汚泥系统难W启动成功,只有当溶解氧达到定的标准时,才Pq明显观察到颗粒污泥的出现。在稳定运行的好氧颗粒污泥系统中,由于颗粒污泥的结构特征,当溶解氧较低时,氧气在颗粒污泥的传递较为困难,所W其内部容易出现厌氧的情况,结果导致丝状茵生长过快,颗粒污泥解体或絮化。另外,溶解氧对好氧颗粒污7P1泥系统的脱氮除磯效率的影响也很大,较高的溶解氧有利于碳氮磯去除率的提高。(6)pH值pH值也影响好氧颗粒污泥的形成与稳定运行。大多数微生物都有自己适宜生存的妍值,如果pH值出现较大波动,微生物就会因为生存环境不适宜而死亡,好氧颗粒污P81泥也就难形成或出现解体的现象。在稳定运行阶段,pH值对好氧颗粒污泥系统的脱氮除磯效果也影响也较大。游离氨是指分子态(NH3),浓度较高的游离氨会对硝化和反硝化等脱氮生化反应产生抑制作用,并降低氨氧化细菌、亚贿酸氧化菌、反硝化菌等微生物的活性,从而对污泥的脱氮效果产生影响。而正是pH值影响着游离氨的产+生-这二者有如下,氨氮在水中W钱根离子(NH4N)和分子态氨氮町战)两种形式存在,++平衡;NH4+OIT材NH3+H2O,当脚值呈较低时,系统内H浓度较高,就会促进此可逆,反应向左发生,游离氨浓度就会降低,但此时,氨氮的浓度就会上升其去除率就会受—浓度较高到影响;当pH值升高时,系统内OH,就会促进此可逆反应向右发生,游离氨浓度就会升高,从而抑制脱氮过程,所W,pH值对颗粒污泥的脱氮效率影响明显。2+2+押值对磯酸盐的去除率同样也有影响。在班值较高时,磯酸盐易与Mg、Ca生成磯酸钱凑和磯酸巧沉淀,所W其去除率也会较高。1.2.3好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水通过W上介绍可知,好氧颗粒污泥在处理畜禽养殖废水方面具有潜在的优势。好氧颗粒污泥沉降性能好,污泥浓度高,能处理大量畜禽养殖废水,适合目前的工业化处理,模式,;抗冲击负荷能力强能吸附养殖废水中的重金属与有毒物质具有同步硝化反硝化的能力,具有较高的污染物去除率。好氧颗粒污泥稳定性强、颗粒密实度较好、沉降性能好、物理强度高的特点保证了整个系统的稳定运行。好氧颗粒污泥能实现同步硝化反硝化,所能高效去除污水中的COD和氨氮,从而能有效处理碳氮含量较高的废水。整个工艺运行操作方式简单、占地面积小,具有实除应用的可能性。1.3研究目的和意义虽然目前己经有了用厌氧生物技术处理畜禽养殖废水的成熟工艺,但如何有效地去除其出水中氮素较高的问题还未被解决。好氧颗粒污泥能实现同步硝化反硝化,所高效去除污水中的氨氮,从而能有效处理氮含量较高的废水。本论文研究了好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水系统的启动及其稳定运行情况。(1)用模拟畜禽养殖废水启动好氧颗粒污泥系统,,用SVI指导沉降时间的测定。同时用实--4n1绪论际畜禽养殖废水启动好氧颗粒污泥系统。并将模拟,比较H种排水比条件下的启动效果畜禽养殖废水与实际畜禽养殖废水的启动情况进行对比。(2)好氧颗粒污泥系统的优化运行。分别设置不同的排水比和脚值,通过对比脱氮除憐效率及颗粒污泥的性质变化,来反映关键参数对系统稳定性的影响。本论文针对畜禽养殖废水氮憐含量高、碳氮憐比例失调的特点,研巧适合处理畜禽废水的好氧颗粒巧泥启动方案,探明不同条件对好氧颗粒污泥除憐脱氮能力和颗粒性质稳定的影响,目的是为了解决现有的厌氧系统处理畜禽养殖废水过程中稳定性不强、污泥量不高、氮素去除效率不高的问题。文章研究了好氧颗粒污泥系统的启动、不同排水比和pH值条件对好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水系统稳定性的影响,为我国畜禽养殖业可持续发展提供技术支撑。-5-n东北袜业大学硕±学位论文2材料与方法2.1装置与材料2.1.1试验装置本试验采用SB民反应器,反应器为有机玻璃圆柱体,其内径为14cm,高度为一50cm,有效容积为化。在反应器的左侧排有5个排水口,底部有排泥口。用电磁式空气累曝气,进而调节溶解氧。通过H实时监控设备控制,用转子流量计控制曝气量p系统的酸碱度-。具体装置见图21。玉Ci看’…I-之7ClL6pw1^124微孔曝气头56口脚自动控制器;流量化3电磁式空气粟;;排泥口;排水口;7采样2-图1SB民反应器示意图2.1.2试验仪器+3-----N-本试验样品中NH4N、P04P、NCV、NO3N、TN、TP和邸S等指标吸光度的测定采用的是紫外可见分光光度计,污泥粒径的测量采用的是马尔文激光粒度仪(avernMas2000ZtMltersizer),污泥ea电位的测量采用的是Zeta电位及纳米/亚微米粒度分析仪(MALVERN,ZEN3600)。污泥扫描电镜图的拍摄仪器为场发射电子扫描显微-镜(S4800HitachiJaan)。p2.1.3试验水质与接种污泥本试验的接种污泥为厦口市集美区集美巧水处理厂二沉池的排泥。此污泥为絮状污泥,呈深黑色97mL/,,30min的污泥体积指数(SVI30)为g污泥中有机质所占的比例-6-n2材料与方法(MLVSS/MLSS)为巧%。+’3试验所用废水取自厦口市某畜禽养殖场的厌氧池--。进水中NH4N、P04P和-COD浓400-00m/L--度分别为8g、530mg/L、4001000mg/L,TN和TT浓度分别为400----m-NlOOO/L、1040m/LN〇2N、NO3含量均低于m/L。gg,5g2.2分析检测方法2.2.1常规项目检測H个反应器的运行均为毎天H个周期。,取第二个周期的进出水水样进行水质分析+-.-----PNH4N、N02N、N03N、PCV、TN、TP、COD、SVI、MLSS和MLVSS等指标,P9W1均采用国家标准方法瑚帕(EPS)。污泥中胞外聚合物的提取采用加热法,施外聚W合物中蛋白质-(PN)和多糖(PS)成分的测定方法分别为Lowry法和苯齡硫酸法42[]0表2-1常规项目的检测方法项目检测方法+-N氨氮(NH4)纳氏试剂法--N)N--)-亚硝酸盐(N02(1蔡基乙二胺光度法硝酸盐-N)盐酸氨基横酸紫外分光光度法(NO/3-正磯酸盐-P(P04)钢键抗分光光度法总氮(TN)过硫酸巧氧化紫外分光光度法总磯(TP)过硫酸钟消解紫外分光光度法化学需氧量化孤)重铭酸钟法污泥体积指数(SVI)体积法SV/m混合液悬浮固体(MLSS)重量法MLVSS/MLSS重量法2.2.2污泥性质的测定用Zeta电位及纳米/亚微米粒度分析仪直接测量污泥Zeta电位。预处理:随机取出lOmL混合均匀的泥水混合物,立即用研磨器将其捣碎。将混合物上清液用注射器立即注入到Zeta电位及纳米/並微米粒度分析仪中,选择Zeta电位进行测量。-污泥扫描电镜图的拍摄仪器为场发射电子扫描显微镜:35。预处理随机选择个颗皿中一粒污泥,,,用清水洗净放入玻璃,放置段时间直至颗粒表面的水分基本风干加入2.5%的戊二酸,使其浸没颗粒,放置化后将戊二酸溶液倒掉,用O.lmol礎酸缓冲液(0.2mol磯酸氨二销36mL和0取.2mol磯酸二氨納14mL海合后稀释至lOOmL)清洗3次。然后用石醇梯度法对颗粒进行脱水:按顺序分别用50%、70%、80%、90%的乙醇溶液浸泡颗粒污泥lOmin,再用100%的乙醇浸泡颗粒污泥2次,每次lOmin。第三步是对颗粒污泥进行彻底干燥。将脱水后的颗粒污泥放在干燥的滤纸中包好,放入临界干燥剂中干燥。第四步是在颗粒污泥上进行喷金。最后将处理后的颗粒放入场发射电子扫描显微镜中进行观察并拍照。-7-n东北林业大学硕±学位论文污泥粒卷的测量采用的是马尔文激光粒度仪。随机取lOOmL泥水海合物,用清水一洗净,剔除些明显的非颗粒物质,放入激光粒度仪中,选择粒度进行测量。--8n3好氧颗粒污泥系统的肩动3好氧颗粒污泥系统的启动好氧颗粒污泥系统的快速有效启动是利用其处理畜禽养殖废水的基础。本试验首先用人工配置的模拟畜禽养殖废水在不同选择压的条件下启动好氧颗粒污泥系统!,^期得出较好的选择压条件,然后在较好的选择压条件下用实际畜禽养殖废水在不同排水比的条件下启动好氧颗粒污泥系统,选出较好的排水比启动条件,为后续系统的稳定运行奠定基础。3.1不同选择压条件下好氧颗粒污泥系统的启动3.1.1试验方案本试验用模拟养殖废水培养好氧颗粒污泥,共采用民1、R2和民3H个SB民反应器。用H种不同的方式来培养好氧颗粒污泥,送兰种方法中污泥沉降时间的调整速度不一民同,根据污泥SVI变化情况对沉降时间进行相应设定;方法,1反应器的巧泥沉降时间调整最慢民5mh-1反应器中污泥的SVI(i70,,当s污泥体积指数)在90之间时设-50、50-定其沉降时间为15min,,当其SVk分别为7030W及30W下时设定其沉降时间分别为lOmin、5mm和Imin;方法二,R2反应器的污泥沉降时间调整较快,当其---SVk分别为90:75、7560、6045W及45下时,设定其沉降时间分别为15min、lin、iniOmSmmin方法呈,民3反应器的污泥沉降时间调整最快I和I,当其SV分另J为;590-80--、8070、7060W及60W下时,设定其沉降时间分别为15min、lOmin、5min和-Imin。具体的沉降时间变化见下表31。3-表1沉降时间的变化(mn)沉降时间i151051SV-7070-5050-I5R1903030W下V---SI5R290757560604545W下SVI90-8080-7070-605R360K下 ̄试验采用模拟畜禽养殖废水,向自来水中加入碳氮礎等污染物和巧、读等营养元-2素。具体配水组分见表3。表3-2模拟畜禽养殖废水的组分組分浓度(m/L)gcodC6H2〇6io^(,)NNH4C1800()PKHPO50(24)CaCaCl220()Mg(MgS〇4)403.1.2结果讨论与分析试验采用模拟畜禽养殖废水培养好氧颗粒污泥,比较H种条件下好氧颗粒汚泥的形成过程及颗粒的稳定性,并初步了解好氧颗粒污泥对畜禽养殖废水中污染物的去除情-9-n东北林业大学硕±学位论文。况,为后期用好氧颗粒污泥处理实际畜禽养殖废水奠定基鄙3.1.2.1好氧顆粒污泥的形成过程利用模拟畜禽养殖废水培养好氧颗粒污泥,接种污泥为絮状污泥,沉降速度慢,泥水分离效果差一,培养段时间W后,污泥逐渐变成颗粒形状,絮状污泥比例逐渐减少,同时,颗粒污泥的粒径也逐渐增大,最终完成好氧颗粒污泥的培养。培养过程中污泥粒一径的变化可很直观的反应出污泥颗粒化的整个过程-。如图31所示,开始培养的第-天.1cm5,H个反应器所使用的初始污泥相同,粒径大都集中在0左右,粒径在化00.15cm之间的污泥所占的比例为55%。经过57天的培养后,艮1、R2和R3中的颗粒污-2cm之间泥的粒径基本都在l,但H个反应器中颗粒污泥的粒径分布并不相同。R1反应器的沉降时间调整最慢-2cm之间的颗粒污泥所占的化例为,其选择压较小,粒径在l51%。最开始时絮状污泥的粒径集中在0.1cm左右,而反1反应器中的污泥粒径在化1cmW下的只占5%,几乎没有絮状污泥,颗粒污泥的培养己经完成。R2反应器的污泥沉降-2cm时间调整较快,,选择压也较大,粒径在l么间的颗粒污泥所占的比例为41%而粒径在0.1cmW下的污泥只占2%,好氧颗粒污泥也己占据主体。R3反应器的污泥沉降时间调整最快-2cm之间的颗粒污泥所占的比例为仅为,选择压最大,而其中粒径在l32%,粒径在0cm4%。从数据看S个反应器中粒径在0cm.1下的汚泥有出,.1W下的污泥所占的比例均较小,好氧颗粒污泥系统都能启动成功。但粒毎在1cmW上的大颗,粒所占比例不同,选择压越大大颗粒所占的比例越小。20%I1R2訪始辑泥民3化%厂、、2-1%A/\-W.汽^-朽早\I.-I■^尸ri,.■1..〇〇/?I?Sb,*々*诗护疗兴兴/烦蓋粒義益-1民R23图31、和R中污泥粒径的变化在培养好氧颗粒污泥的过程中,反应器中的污泥浓度(ML%)和污泥中有机质的-含量(MLVSS)也在发生变化。图32是培养过程中污泥浓度(MLSS)的变化。S个一一反应器中污泥浓度的变化趋势基本致。开始培养的第天,向反应器中投加的絮状污泥的污泥浓度均为lOOOOmg/L左右。开始排泥后的第H天,H个反应器中的污泥浓度均降到6000mg/L左右,此时,污泥浓度的变化差异还不明愚。但到了第五天,选择压较一大的R2和R3反应器中污泥浓度降低的速度明显加快,随后民1反应器中的污泥浓度直比R2、R3中的高。从第五天到培养结束,王个反应器中污泥浓度的变化基本不大,这说明反应器中的排泥量和污泥的增长量基本相当。最终,民1中的污泥浓度稳定在4000mg/L左右,而R2和R3中的污泥浓度保持在3000mg/L左右。结合污泥粒径的变--10n3好氧颗粒污泥系统的启动化数据可知,污泥的沉降时间降低过快,选择压较大时流失严重浓度降低,污泥,污泥也较快。12000,-H-R1胃—二gi8000-\.\IW6000-?S機;2000-...■1IIII010203040下ime(d)3-2SS图培养过程中污泥浓度(ML)的变化图3-3是培养过程中污泥的有化质所占比例MLSS)(MLVSS/的变化。有图中可W,巧始时,虽然污泥浓度较大,0看出,但污泥中有机质所占的比例较低仅为5%左右,。污泥活性较低随着培养的继续,,污泥中的有机质所占比例明显上升有机质含量有了一个明显的提升。从第10天到第30天,有机质所占的比例出现了明显的波动,此时是好氧颗粒污泥的形成时期。从第30天W后,H个反应器中污泥的有机质所占比例基本庭于稳定,都维持在90%左右。从图中还可看出,艮1、R2和艮3中污泥有机质所占比例得变化趋势基本相同,这说明,选择压对污泥中有机质含量的变化影响不大。■-■100R1A產鱼'二捐厂方如-尸巧40-^20-0-.1■IIII■<010203040Timed()图3-3培养过程中污泥的MLVSS/MLSS3.1.2.2污泥的性质在用畜禽养殖废水培养好氧颗粒污泥时,污泥的性质也在发生着变化,对其性质变化的研巧是认识选择压在好氧颗粒污泥系统启动过程中作用的关键。--11n东北林业大学硕±学位论文胞外聚合物一(EPS)是微生物分泌的种粘性聚合物,正是EPS将各种物质黏附在-起,逐渐形成好氧颗粒污泥,EPS对污泥的颗粒化巧颗粒污泥的稳定起到重要作用,所WEPS是研巧好氧颗粒污泥形成的关键-。图34是培养过程中污泥的胞外聚合物(EPS)的变化情况。由图中数据可W看出,R1、R2和民3中污泥的EPS变化趋势基本一。R1致,都在増加,而且増加的幅度也基本相同反应器中污泥的EPS含量从28.95mg/gMLV泌增加到160.71mg/gMLVSS,增加了B1.76mg/gMLVSS;R2反应器中污泥的EPS含量从34.63mg/gMLWS増加到K6.32mg/gMLVSS,增加了121饼mg/gMLVSS;民3反应器中污泥的卧S含量从W.45mg/gMLVSS增加到171.23mg/gMLVSS,増加了137.78mg/gMLVSS。蛋白廣和多糖的含量直接影响EPS的含量,图3-5是污泥胞外聚合物中蛋白质PS(PN)和多糖()的比值变化情况,H个反应器中,PN/PS值的变化趋势也基本相同。开始时,污泥中蛋白质的含量远远高于多糖的含量,二者的比值在10左右,随着培养的继续,PN和PS的含量都在逐渐增加,但二者的増加幅度不相同,多糖增加的速度比蛋白质增加的速度更快,到最后,二者的含量基本相同,比值接近于1。选择压对污泥的胞外聚合物(EPS)的变化影响也不大。180-WR11%::I/I::4。害;产20-...■IIIII.0化20304050TiCdme)图3-4培养过程中污泥胞外聚合物(EPS)的变化--12n3好氧颗粒污泥系统的肩动12I"?二長5I?:L?111110I1111101020304050Time(d)3-5图污泥胞外聚合物中蛋白质(PN)和多糖fS的比值)一Ze化电位是指污泥表面所带的电荷数,由于污泥表面般带负电荷,所WZeta电-位值越小,表明污泥所带负电荷越少3,污泥之间的排斥力越若,污泥也就越稳定。图H个反应器中污泥的Z一6是e记电位值变化情况。由图中可看出,Zeta电位经历了个先降低后升島再降低的波动变化趋势,最终,R1反应器中的颗粒污泥zeta电位值平均--值最低,为25.43mv,颗粒最稳定。而R2、民3反应器中污泥的zeta电位值分别只有-181.2.47和87HW。较小选择压条件下培养出的颗粒污泥具有较强的,颗粒稳定性较差稳定性。幽-I1i.111i.35?.01020304050T(imed)图3-6污Ze泥的ta电位变化情况电镜扫描照片可W清楚直观地看到污泥的表观特征-。由图37可看出,巧始污泥为絮状污泥,其表面为网丝状结构,,而且极不圆润,污泥多为丝状茵构成只有少量杆状菌和球状菌(1)、(2)和(3)3。图中分别是R1、R2和R反应器中培养成功的颗粒一污泥的照片。照片显示此时的颗粒污泥表面光滑圆润,完全看不到丝,而且能连成体状物或网状物,由此可见,此时的污泥多由球状菌构成,好氧颗粒污泥在H个反应器中--13n东北林业大学硕±学位论文都能培养成功。^iiprnrB^^ESBSiiZZSZ^HflMMBSSilBBEBlEHHWHiBHiEEjSZZSSCS^2^QQ32Q^3HHMHiilllifiE29初始絮状污泥R1中污泥电镜照片R2中污泥电镜照片R3中污泥电镜照片图3-7各个时期污泥的电镜扫描照片3.1.2.3污泥对氮素的去除情况培养好氧颗粒污泥的主要目的就是为T去除畜禽养殖废水中的氮磯等污染物。所L:A,要在培养阶段初步了解好氧颗粒污泥对污染物的去除情况。一一畜禽养殖废水的个特性就是碳氮憐含量不成比例,其中氨氮含量极高,所L:A用一般的方法去除其中的高氨氮就有定的难度,。王个反应器的启动条件并不相同在培养过程中,颗粒污泥的长势也不尽相同,用单纯的去除率就不能较好的体现其污染物的去-除差别,所8tu本试验用比降解速率来说明污染物的去除情况。图3是从培养开始到第50一天氨氮的比降解速率变化情况。由图可知,王个反应器中的污泥对氨氮均有定的去除效果,但比降解速率都较低。原因是还未对好氧颗粒污泥系统处理畜禽养殖废水系统进行优化,这正是本试验后期的工作。艮一1、R2和民3对氨氮的去除规律基本致30,在,。在前天不断排泥的同时污泥一的粒径在不断増大,污泥浓度出现定的波动,所W污泥系统对氨氮的比降解速率也呈现先降低后升高再降低的波动性趋势,直至第30天后才趋于稳定。在系统对氨氮的一比降解速率稳定后可W看出,H个反应器对氨氮的比降解速率有定的差别。民1反应器中氨氮的平均比降解速率可达到〇V-R2民3只化058.〇78g/gSSd,而和有0.067和VSS-R2R1/d。3,gg与和相比,R反应器中污泥对氨氮的比降解速率较高去除效果较好。0-.16A^t-R2R3江-?14■巧0-?.12■>A'‘‘‘誦辟V戚-0.00II1IA班[—I—'—I—■——■———'——'I—010203040兜Time{d)图3-8培养过程中氨氮的比降解速率变化情况--14n3好氧颗粒污泥系统的后动3.2不同妇眯比条件下好氧颗粒污泥系统的启动3.么1试验方案本试验共采用R1、R2和民3H个SB艮反应器,H个反应器除排水比W外的所有条件均相同,三个反应器的排水比分剔为73%、66%和州%,即排水体积分别为4.4^4L和3L。每天运行兰个周期,每个周期7个小时,每周期的运行方式为:入水Imin,曝气420min,沉降,排水5min,其中沉降时间依颗粒的形成情况而定。本试验从排水比的角度研巧如何用实际畜禽养殖废水培养出好氧颗粒污泥。考察在处理实际畜禽养殖废水过程中排水比对污泥颗粒化过程及成熟颗粒性质的影响,从而得出较好的培养好氧颗粒污泥的排水比条件,为后续好氧颗粒污泥处理实际畜禽养殖废水提供理论依据,而饥饿时间正是影。废水处理过程中排水比的差异会导致饥饿时间不同响好氧颗粒污泥形成的一个重要因素此外实际畜禽养殖废水中有机污染物含量较高且成分复杂,在进行好氧曝气处理时,反应器的上方会产生很多气泡,导致附着在气泡上的污泥流失,从而影响污泥的颗粒化,而通过设置不同的排水比是否能够调节实际废水中有机污染物的含量,进而控制气泡的高度还有待考察。3.2.2结果讨论与分析3.2.2.1好氧颗粒污泥的形成试验采用实际畜禽养殖废水在不同排水比条件下培养好氧颗粒污泥,观察好氧颗粒污泥的形成过程,比较兰种条件下好氧颗粒污泥的形成情况,为好氧颗粒巧泥处理畜禽养殖废水提供较好的启动条件。污泥体积指数(SVI)能直接反映好氧颗粒污泥的沉降性能。研巧表明,当污泥的IVVI数值(SVI)形态为明显的颖粒化,且其5分钟SV数值(SIs)和30分钟S30相差44t3-兰个反应器小于10%的时候,。,就可W认为好氧污泥颗粒化系统成功启动图39是的SVk和SVI30值变化情况。由图可看出,H个反应器的SVI值变化差别不大,从第。天开始,王个反应器中污泥8八5和SVIm值都己经相差小于10%,此后污泥的SVI值都一20mL直维持在/g左右,说明污泥的沉降性能己经稳定,观察发现,絮状污泥消,失,污泥己经完全呈颗粒状污泥的颜色也由原来的深黑色转变成栋黑色,此时污泥的颗粒化己经完成,好氧颗粒污泥系统己经成功启动。第25天W后,SVk和SVI30值己全部相同,H个反应,此时系统己经完全转化成好氧颗粒污泥系统。从SVI的数值来看器形成颗粒的速度基本相当。-15-n东北林业大学硕古学位论文’1…—■--?-—■^-SVIW"SVl(R2)^SVl(R3)gQ3〇3〇—*--—t^^-^!>SVl5(R1)SVl5(R2)S\fl5(R3)0-...■.IIII.III05101520巧30Teim(d)图3-9H个反应器中巧泥的SVISVI5和30变化3-图10所示为H个反应器中污泥浓度的变化情况。开始运行时,兰个反应器的污泥浓度都为4800mg化,为了加快好氧颗粒污泥的形成,对兰个反应器采用相同的逐步缩短沉降时间的方法来加大反应器的选择压,此方法在好氧颗粒污泥培养过程中被广泛tW使用。前3天设置沉降时间为15rnin,第4天缩短沉降时间为lOmin,第8天再次缩一短沉降时间为5min,第12天最后次缩短沉降时间为Imin,污泥浓度的变化趋势均为先降低后升高。开始时,为了培养成功好氧颗粒污泥,需要进行快速排泥,所W污泥浓度开始降低,当颗粒污泥开始形成时,排泥量逐步减少,污泥浓度就开始增加,最终H个反应器的污泥浓度都分别达到稳定一。H个反应器的污泥浓度变化趋势也基本致,最终,民1、R2、R3的平均污泥浓度分别为5070mg/L、5656mg/L和5306mg化。7000[1—一—-—▲—■R1?R2R36000-5000-欄fI;^2000-1.1..II10孤I111——I——I——I0510152025況Time州-图310三个反应器的污泥浓度变化MLVSS一/MLSS是指污泥中有机质所占的比例,它是表征污泥活性和稳定性的个-VS重要参数,。正如图311所示,H个反应器中污泥的MLS/MLSS值都在逐渐増加这表明污泥活性逐步増强,系统逐步趋于稳定。前20天,H个反应器的MLVSS/MLSS值--16n3好氧颗粒污泥系统的肩动一致SS值要高于民1、R3约!4%、变化趋势基本,但此后,R2反应器的MLVSS/ML〇18/〇。1…R-A-R23t辦1>■IIIII■150■■■■0510化20巧30Timed()3-图11三个反应器中污泥的MLVSS/MLSS由于本试验采用的是实际畜禽养殖废水,,其中有机污染物含量较高且成分复杂在一进行好氧曝气处理时,反应器的上方会产生很多气泡定的程度后就会喷,气泡积累到出反应器,这样就会导致附着在气泡上的污泥流失,从而影响污泥的颗粒化进程。当系,入水负荷较大,统的排水比较高时其有机物含量就较高,所W产生的气泡就较多,污泥损失严重,不利于后期运行。当系统的排水比较低时,反应器中产生的气泡较少,但,在实际工程中并不可取,此时系统处理的实际废水量也相应的减少。所&气泡问题也是影响好氧颗粒污泥系统运行的一个重要因素,在选择排水比巧应加考虑。在试验过程中测得,民1R2R3反应器中气泡的平均高度分别为5cm,3cm,2cm,,,而液面距离反应器顶端的距离仅为5cm,所W,在民1反应器中,气泡时有溢出,只有在R2、R3中,才能保证污泥不流失。1么么2好氧颗粒污泥的性质好氧颗粒污泥培养成功W后,对其稳定性的研究也具有重要意义,这关系着整个系统能否稳定运行。EPS是微生物分泌的一种高分子粘性物质,,具有吸附、搭桥、聚集的作用因此对W■颗粒污泥的形成及其稳定性有重要作用。本试验W胞外蛋白质和多糖的含量之和视为-2-邸S的含量。图31、313是;个反应器中污泥的EPS和邸S中蛋白质(PN)、多糖(PS)比值的变化情况。相比之前基于模拟废水的研究,实际废水成分复杂,对微生物活性影响较大,/。,因此,图中EPS含量的变化PSPN比值的变化都波动较大图中数据一H个反应器中污泥的EPS,表明,含量都是随时间的延长而逐渐增加运就进步说明了EPS能促进好氧颗粒污泥的形成,正是由于EPS的作用,微生物细胞之间逐渐凝聚,絮状污泥慢慢变成颇粒污泥。但图中数据还表明,H个反应器中污泥的EPS增加幅度并不相同,最终,R2反应器中污泥的邸S平均含量最高,达到l%.93mg/gMLV%,而-17-n东北林化大学硕±学位论文R1、R3中EPS平均值仅为75.80m/MLVSS和%.51m/MLVSSgggg,先前的研究指出,好氧化饿时间较长对EPS的形成有积极影响,而在此次试验中,好氧饥娥时间的长短并不和EPS的含量呈正相关,这主要是因为,R3反应器好氧饥饿时间长,有机碳源不足,多糖的分泌不足。同时,研究发现在较长化饿时间的条件下,污泥会利用其自生483t的蛋白质于内源消耗,这或许也是R3中EPS和PSR2/PN比值都比中低的原因。由PS/PN的数据可W看出,R2反应器中污泥的多糖含量所占的比例最裔,说明排水比为66%时,污泥更易分泌多糖。此外,研巧指出,EPS中蛋白质的含量直接影响颗粒污泥的表面疏水性,PS/PN比值越小,颗粒污泥的表面疏水性越弱,而疏水性影响颗粒污泥tW的稳定。-1班+R1A——-?/\140R2\s,。;/-§100/'-h.20-I.I,I.I..I.I.II05101520巧30巧Timed()图3-口三个反应器中污泥EPS浓度-1.8?-R1K’.,'。,殘''1;\\/。-.8-/\一。.4;III■I■I■I■.I.IQI20510巧20巧沉35Timed()3-图13三个反应器中污泥的PS/PNZe化电位表征的是污泥的表面电荷,Zeta电位越小,表明污泥表面所带电荷数越-eto电位变化情况少。图314显示的是兰个反应器中污泥的Z。从图中可W看出污泥的Zeta电位值都是逐渐减小,这说明污泥表面的电荷数随着培养时闻的延长而相应的减--18n3好氧颗粒污泥系统的启动e化-少,这就使得污泥之间的排斥力减弱。开始时絮状污泥的Z电位值只有12.9mv,最--mv和-后,民1、R2和艮3反应器中的颗粒污泥Zeta电位分别为29.4mv、31.625.2mv,R2反应器中培养出的颗粒污泥具有最小的Zeta电位值,研究指出,好氧饥饿期较长对微生物的Zeta电位有积极影响,但本试验中,云个反应器中的Zeta电位值并不和饥饿时间正相关,而是R2反应器中的污泥具有最小的Zeta电位值。送说明,实际废水与人工模巧废水具有差异!,^前的研充中用的都是模拟废水,和本次用实际畜禽养殖废水得出的结论并不相同。-10I1■+R1r:■■II?■II.I■I■III.-350510152025303540Time(d)图3-14H个反应器的Zeta电位为了观察不同排水比条件下培养出的好氧颗粒污泥的微观形态,将颗粒污泥放入液-,然后锻金1氮中冷冻干燥,用扫描电子显微镜(SEM)观测。图35所示为初始污泥和不同排水比条件下培养出的好氧颗粒污泥的SEM图。可W看出,初始污泥中W丝状,,而培养成功后民1、R2菌为主有少量的球状菌和杆状菌、民3H个反应器中的好氧颗粒污泥中己经完全看不到丝状菌,R1反应器排水比较高,好氧饥饿时间短,培养出的,同时形成的也是较为短小的菌种汚泥颜色深;R2反应器排水比居中,培养出的颗粒污泥中几乎全是大小相近球状菌,形态较好民3反应器排水比巧小,好氧饥饿时间;,。这个结果也长颗粒污泥中既有化较大的球状菌,也有比较小的短杆菌,并不太均匀验证I微生物自凝聚假说,好氧颗粒污泥的形成是微生物在静电斥为和水力作用下的自Pwsi凝聚过程。初始污泥中的丝状菌、杆状菌和球状菌之间W及各菌种之间的蛋白质等物质的相互作用使微生物吸附在一起,形成较大的杆、球状菌,这些菌种之间再相互粘附,形成紧密的有规则形状的H维立体结构,即为颗粒污泥。--19n东北林邮大学硕±学位论艾’'',?.....:一.;A心::>;;填為茄销'.:心‘:哉祭;%:^声齡楚常的-相丈.松巧驗张祭謗戎則睡麻观破應rnggnii—iiidHiiagSissStSS&BSltHiHHiiimSj.〔D.'vv.、.Hia睡鑛ii喔l22E2IEE^^C¥2¥32^^^^^1^Hm*¥5Q图3-15SEM图(A-B-Rl污泥的絮状接种污泥,中成熟颗粒污泥,C-R2D-R3中成熟颗粒污泥,中成熟颗粒污泥)S.2.2.3好氧颗粒汚泥对巧染物的去除在污泥完全颗粒化后,本试验研究了有机物及氮憐等污染物在不同排水比条件的去除情况。3-3表祈示为颗粒污泥养成后,H个反应器中的污泥对碳氮憐污染物的去除率情况,可L看出,而这种区别主要是由:A,H种污染物的去除率都随着排水比的下降而上升入水负荷和污泥浓度的不同所致。民1、民2、R3H个反应器的排水比依次降低,它们的入水负荷也逐渐降低,在培养阶段,并没有,所去除率也呈现出由低到高的变化超势人为控制污泥浓度,而是根据培养颗粒污泥的需要进行排泥,所个反应器的污泥浓度并不相同一,送也是影响去除率的另个原因,。所本试验中碳氮磯的去除率并不能3-4表征系统的净化能力,比,正如表所示降解速率才能更好的显示各个污染物的去除情况。表3-3好氧颗粒污泥对污染物的去除率ReactorC—ontammatoni^j^-24NH/N(%).2425.3531.923-〇-POP(/〇)60.8665.4970.864TN(%12成15.43)11.88TP(%)50.9155.5159.44COD(%.2786.9692.71)巧-4是好氧颗粒表3污泥养成后,H个反应器对实际畜禽养殖废水中碳氮麟的去除情况,用比降解速率来表示,即用每个周期某种污染物的去除量除封此时污泥中的有机质-20-n3好氧颗粒污泥系统的后动(LMLVSS)。由表中数据可乂看出,比降解速率呈现出与去除率不同的变化趋势,与之一前的絮状污泥相比,此时培养成功的好氧颗粒污泥对各种污染物的比降解速率都有了+定程度的提高-,系统对碳氮礎的去除能力都有所升高R2反应器中污泥的NHU,其中N、TN和COD的比降解速率都是最高的,分别达到巧.36、13.64、114.52mg/gMLVSS,3-这说明R2反应器具有较好的碳氮去除效果-。而R3中P04P和TP的比降解速率分别为1.10、0.90mg/gMLVSS,都高于其它两个反应器,民3具有较好的除磯效果。—表3-4个周期中好氧颗粒污泥对污染物的比降解速率reactorContamination^5NH/-N(m/巧4gg.033.3626.64MLVSS)^'-P(m01P〇4g/g.970.991.0MLVSS)TN(mg/MLVSS)12.1213.6413.05gTP/0.780.770.90(mggMLVSS)COD(m/91.46114光104.32ggMLVSS)3.3本章小结采用人工模拟畜禽养殖废水培养好氧颗粒污泥,在H种不同的选择压条件下,都成功地培养出了好氧颗粒污泥,但颗粒污泥的形成速度、形成的颗粒污泥的粒径大小和性质、污泥的脱氮除磯效果具有差异。从总体上看,在选择压较小的情况下培养出的颗粒污泥具有较大的粒径而且性质也较稳定,脱氮效果较好。在排水比为73%、66%和50%的条件下,用实际畜禽养殖废水都成功的将絮状污泥培养成了好氧颗粒污泥,H种条件下颗粒污泥的形成过程无差异,在第23天左右,兰个反应器中污泥的颗粒化己经全部完成。但形成颗粒的性质并不相同。在排水比为66%的R2中,eta,成熟颗粒污泥的胞外聚合物含量较高、多糖所占比例较大同时其Z电位值也最低。R2中污泥的微生物是大小相近的球状菌,而排水比较大的民1和较小的民3,,中都有少量杆状菌。当排水比较大时反应器中产生大量气泡污泥流失严重,而在排水比较小的R2、反3中,这种现象就被有效的抑制。从碳氮隣的去除效果来看,在排水比为66%的条件下培养出的好氧颗粒污泥具有较好的碳氮去除效果,而排水比为50%的R3具有较好的除磯效果。-2-1n东北林业大学硕±学位论文4好氧颗鞋污泥系统的稳定运行4.1不同巧眯比条件下好氧颗粒污泥系统的稳定运行4-1.1试验方案本试验采用一个可自动进水排水的SBR反应器,先后设置了H种不同的排水比一75%、50%和25%。从第1天到第61天为阶段此时排水比为75%时,运行情况,为:45,每天个周期,每周期6小时,每周期排水量为.?^即每天处理的水量为21化;从第62天到第109天为阶段二此时排水比为50%时,运行情况为:每天6个,每周期4个小时周期,每周期排水量为3.6L,即每天处理的水量也为21.6b从第110天到第I巧天为阶段兰,此时排水比为25%时,运行情况化每天12个周期,每周期2个小时,每周期排水量为1.8L理的水量也为21.6L。利用先前培养的好氧,即毎天处颗粒污泥处理实际畜禽养殖废水,考察H种条件下的污泥的臘氮除磯效果,W便选出较优的排水比条件。4.1.2结果讨论与分析4.1.2.1巧泥结构形态-图41是好氧颗粒污泥粒径的变化。图中数据分别展现了试验初期(第2天)和每个阶段结束时(第60、105、130天)好氧颗粒污泥粒径的分布情况。由图可知,在整个培养阶段,颗粒污泥的粒径变化不是很大。初始颗粒污泥的粒径主要集中在1.0cm左0-.91.2cm72%cm8.06%,右,粒径在之间的污泥所占比例为%.,1.2W上的比例为1此一时的污泥粒径较小-12cm之间的污泥所。但在第阶段结束后(第60天),粒径在0.9.占比例为31.51%,1.2cmW上的比例为25.70%,大颗粒污泥所占的比例明显増加,颗粒粒径明显变大,这说明此时运行条件较为适宜境良好。到第二阶段结束,污泥生长环-时(第105天)..,粒径在0.912cm之间的污泥所占比例为3262%,上的比例为44一.04%,,,颗粒污泥的粒径较第阶段相比继续增大但增加的幅度并不大此时的运行一-130天).91情况和第阶段相类似。最后第H阶段(第粒径在0.2cm之间的污泥所占比例为31.76%,1cm3,,.2W上的比例为4.21%大颗粒污泥所占的比例已经开始减少己经出现了污泥流失或解体的现象,此时的运行条件己经不再适宜好氧颗粒污泥的生长。-22-n4好氧颗巧污泥系统的稳定运行25%1I2Days60Days20%-105Days氏15%-130Days/1惡n^1w0%-/,含-J^i,''若?**…,.心.liiiiiiiittiiititIyfl名iiiiiiiitii、4i13719511363的9的2,孤0颗粒粒径(^1巧)4-图1好氧颗粒污泥粒径的变化为了更直观的展现兰个阶段中好氧颗粒污泥的状况,特用相机拍摄了初始颗粒污泥和每个阶段结束时的颗粒污泥的照片-2是。由图可W看。图4各个时期的颗粒污泥照片一出,,,经,,初始污泥粒径较大颗粒饱满呈黄色过第阶段的运行颗粒污泥的粒毎增大,颜色变成了深黑色,。到阶段二结束时颗粒污泥的状态和颜色基本未变。在第H阶段结束时,,污泥颜色略微泛白,呈现出和W前完全不同的浅白色颗粒边缘有许多白色的絮狀物,还有许多白色的絮状物单独存在于反应器中,絮状污泥的数量急剧增加,这说明污泥解体和絮化现象严重,,。许多污泥被气泡冲出反应器之外污泥不断流失而新污泥的生长速度远不足W弥补污泥的损失量。污泥的解体和絮化使其沉降速度变慢,沉降性能变差,在沉降时间不变的情况下,许多污泥被排出,导致污泥浓度更低。上两点原因导致系统中的污泥量急剧减少,而此时的入水负荷不变,污泥很难再承受如此高的负荷,^心致许多污泥都开始解体或絮化,这就直接导致了系统的崩溃。5麵難.纖初始污泥照片阶段一污泥照片阶段二污泥照片阶段王污泥照片图4-2相机拍摄的好氧颗粒污泥照片4.1.2.2污泥性质一对好氧颗粒污泥性质的比较,也是考察不同排水比条件是否适宜的个重要指标。一先前的研究指出,实际畜會养殖废水成分复杂,其中的许多不明成分都对颗粒污泥有定的毒害作用,所W处理此废水的过程中,首先要考虑的就是好氧颗粒污泥的正常生长一L,而颗粒污泥的性质正是表征系统稳定性的个重要指标义及系统的稳定性。一-胞外聚合物化PS)能在定程度上反映好氧颗粒污泥的稳定性。图43是H个阶-23-n东北林化大学硕±学位论文段中好氧颗粒污泥的EPS、多糖(PS巧日蛋白质(PN)的变化情况。本试验将蛋白质和多糖一H种物质的含量都在增,的含量之和视为EPS的含量。由图中数据可W看出,在阶段力口,蛋白质和多糖含量都增加的较为明显,蛋白质从最开始的口.3mg/gMLVSS増加到321m/MLWS,多糖从22.58m/MLVSS增加到31.25mg/gMLWS,所WEPS的.1gggg1328WS。PN/PS也从化54増加到.0,含量也增加了.48mg/gML蛋白质的含量増加的较。,为明显,而多糖含量的增加略微缓慢研究表明蛋白质的增加对好氧颗粒污泥性质改54-57【]。送也和前面数据显示的颗良作用较为明显,多糖对颗粒粒径的增大作用稍微明显粒粒径变化不大相吻合。同时,后面数据也显示在此阶段颗粒污泥的脱氮除隣效果明显一,增强。阶段的排水比条件较为适宜好氧颗粒污泥的生长在此阶段处理废水的过程二一,中,系统运行良好。阶段和阶段的情况很类似,好氧颗粒污泥的稳定性逐步增强,、S,PN/PS也基本变化不大此时的系统依然运行稳定,蛋白质多糖和EP都略有增加,,蛋白质含条件也较为适宜整个系统的稳定运行。到了第H阶段数据出现了明显异常一MLVMLV1,40m/SS07.88m/SS随量突然有了个跳跃式的增长,从.87gg增长到gg一PN,/PS也从后其含量直保持100mg/MLVSS左右,而此时多糖含量变化不大所Wg,8515.7/MLVSS.2068mg0.92增加到2.21,EPS的含量从mg/gMLVSS突然增长到g一指直保持:先前的研究随后其含量150mg/gMLVSS左右。分析这种状况产生的原因58-6D[],,EPS但都未出现像本试验这样出,在培养颗粒污泥的过程中的含量会逐步上升,的跳跃式増长,所W分析EPS的突然增长可能是因为外部因素作用这种现象的出现可能与此条件下实际畜禽养殖废水中的有毒物质的大量积累有关,但此种假设还有待W后。所的试验研究验证,我们能看到的直观表象就是整个系统趋于崩溃。在第H阶段当排水比为八%和55%时,好氧颗粒污泥处理实际畜禽养殖废水系统具有较好的稳定性。3口P、7PSI'16。夺。-愛"0'之夺化/nX2120I.?一:;II.1置:I:?.IIIIIIIIIII■II‘山III’IIII'IIIIIIIIIIIIIIII^0I)一说7S1272192tfif)*0S1UH8122124102!43訊TimeDa(y)图4-3好氧颗粒污泥蛋白质、多糖含量的变化图4-4是好氧颗粒污泥的5分钟污泥体积指数(SVI)和VSS/SS的变化情况。5VISV。由图可知,初始污泥的S5I5的测定是为了能直接反映好氧颗粒污泥的沉降性能一一1VI,2,直在20mL/g左右波动最终停留在为.39mL/g,在阶段,S5的变化不大17二的结束时,8\^为25.89mL/。但到了阶段.95mUg。阶段情况很类似,此阶段5gVSS/SSL,。S.11m/,污泥的沉降性能下降系统整体状况恶化,SVk明显増加到了34g-24-n4好氧颗巧污泥系统的稳化运行是指污泥中有机质所占的比例一,它在定程度上能表征污泥的活性和稳定性。从图中数据可1^看出,VSS/SS在H个阶段中均波动较大,在系统稳定后,H个阶段的VSS/SS值01.2分别为9.%%、97%、88.40%,因此,到了第H阶段,污泥中有机质含量降低,颗粒污泥的稳定性与前两个阶段相比也较差。3歴村1I?■■?'?1■■■■?''■■'■'^■>■160,h'<3)W\nKiHtW部成N1(H)nonoI3?)IV2U3U4U5UCO7UWWiUUiium!3U’Tl*)aimelml巧叶)(巧图4-4SV好氧颗粒污泥的l和VSS/SS的变化s图4-5是好氧颗粒污泥的电镜扫描照片。污泥的电镜扫描照片也可W直观地看出污泥的生长状态。从图中可J?,,^^看出初始污泥是已经培养成功的好氧颗粒污泥其中有大一量球状菌和少量丝状菌,球状菌明显占主体地位,阶段结束时的照片可W看出此时的好氧颗粒污泥中己经完全没有丝状茜,而只有球状菌和少量短杆菌,且此时污泥中的球状菌的大小与初始污泥相比明显增大,所此条件适宜好氧颗粒污泥的生长,污泥内部的菌落也生长良好,。到阶段二结束时在颗粒污泥的表面己经完全看不到杆状菌和丝状一菌的存在,大量球状菌叠在起,形成许多球状菌团,此时的好氧颗粒污泥内部菌落依然长势较好。而在阶段兰,好氧颗粒污泥表面的球状菌数量明显减少,取而代之的是大量杆状菌、丝状菌和其他不明菌种,污泥内部的菌落发生了极大变化,所污泥的性质和功能也受到了影响。懸漏厭诵駭皂iiii'’—’.'一:,点‘-*。.'?'r女,可‘,7JI為怎V带別Vi件%;屬與初始污泥阶段一结束时污泥阶段二结束时污泥阶段三结束时污泥图4-5各个时期污泥的电镜扫描照片4.1.2.3巧染物去除效率序批式反应器(SBR)为运行装置,用实际畜禽养殖废水,分别考察了不同排水比H5%、50%和25%)对好氧颗粒污泥去除畜禽养殖废水中氮礎的影响,从而得出好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水的较优排水比一,进步完善此工艺的适宜运行条件图4-6是不同排水比条件下好氧颗粒污泥对畜禽养殖废水中氮素的去除情况,分别是氨氮和总氮的去除率、比降解速率。针对畜禽养殖废水氮素含量高的特点,采用好氧颗粒污泥技术来处理,分兰阶段进行对比运行,考。本研究首先设置H种不同的排水比察氮素的去除情况一八%。第1天到第61天为阶段,此时的排水比最大为,在此阶段-25-n东北林业大学硕±学位论文,开始的前几天,系统未稳定并出现较大的波动,随着运行时,氨氮去除率开始时较低,从第41天开始,间的延长,其去除率逐步上升好氧颗粒污泥逐渐适应畜禽养殖废水.。的条件,其对氨氮的去除率也明显趋于稳定,最终氨氮的平均去除率为9248%氨氮+…--的比降解速率也在第阶段有了明显的增加,从30.92mgNH4N/gVSSd升高到+1NH-NV-63,此.33mg4/gSSd。此时系统对氨氮具有良好的去除效果时进水的氨氮浓度40m/基本维持在400mg/L左右,经过好氧颗粒污泥处理后,出水的氨氮浓度只有gL左B-12001),右,能达到国家畜禽养殖业污染物排放标准(G8巧6的要求可W直接排放。从第62天到第109天为阶段二,此时的排水比较小为50%,氨氮的去除率在经过几天+-11.70mNH的降低后也有了明显的回升,最后稳定在98.9%。比降解速率也达到99g4一N-0129天为排水比最低/gVSSd,与第阶段相比同样是相差不大。第11天到第王阶段,(25%)的第,此阶段的氨氮去除率出现较大波动并急剧下降最终氨氮的平均+--491.VSSd,氨氮出水浓度也增去除率只有.18%,比降解速率降低到巧06mgNH4N/g加到236.81mg/L,系统极不稳定,结合其他数据W及好氧颗粒污泥的性质特征和状态可知,此时系统已经接近崩溃。一一总氮的去除情况和氨氮类似,。在第阶段的开始好氧颗粒污泥有段对畜禽养殖一直在波动,40,总废水的适应过程,总氮的去除率较低且在第天左右氮去除率趋于稳定,因为好氧颗粒污泥在去除氨氮的同时也生成了硝酸盐和亚硝酸盐,所W总氮的去一.41%除率比氨氮的去除率低,在第阶段的稳定时期,总氮去除率的平均值为60,平均TNVSS-比降解速率为107.58m/d,出水浓度在170m/L左右二阶,总氮的去ggg。第段.02除率和比降解速率部比较稳定,二56.72%、142、波动较小者的平均值分别为一TNVSS-。mg/gd,与第阶段相差不大。上两阶段总氮的去除情况都较为稳定第H阶段总氮的去除率和比降解速率都波动较大,去除率降低到36.21%,污泥的脱氛性能较差。1=3化强終娃审玉保审夺夺"’满水I水U■戏。.—Ii'-^J......-一眉l|:jIUM<,、l1ftiin1■1714!1rtlR々t13IU1\別1引61SIVJin121131!T?;巧TimeT)aMmta的<y口除¥令去除單夺进A—測.liiA;满e。肝%义。IjI1I::.MWll ̄^i!*lg:A/WV!:[|;|:[^|画||||||!1351化U別UUiilmI3i11121314i516171化5UlUl11112115i11211?打a{Bars(户))图4-6氮素的去除情况-26-n4好氧颗粒污泥系统的稳定运行结合W上数据可W看出,在排水比为75%和50%时,好氧颗粒污泥对畜禽养殖废水中的氮素均有一个很好的去除,但当排水比调整为25%时,去除效果明显下降。巧氧颗粒污泥去除氨氮的原理主要是同步硝化反硝化作用一,部分氨氮被转化成亚硝酸盐和硝^1^1酸盐,所W在氨氮去除率上升的同时,亚硝酸盐和硝酸盐的生成率也相应的增加,一使兹氮的去除率増加较慢。先前的研究指出,个周期残留的硝酸盐和,排水比越小上亚梢酸盐也就越多一,这就能为下个周期提供更多硝化作用和反硝化作用所必需的电子受体,,,从而促进同步硝化反硝化作用的进行更多的氨氮彼转化成氮气排除氨氮和总64-W[氮的去除率就越髙。但本研究得出的结果和此结论不尽相同。先前的研究采用的大都是人工模拟低氨氮废水,除人为加入的碳氮憐等污染物、巧镇等营养物W及少量微量元素外,其中除含有模拟,几乎没有其他杂质,但本研究使用的实际畜禽养殖废水不同废水中加入的正常物质外,还含有抗生素等成分复杂的有机污染物,这些物质对好氧颗粒污泥的生长有极大的影响一。具体的个体现就是在进行好氧曝气时,反应器的上方会出现许多气泡。这些气泡会造成污泥的流失,从而影响反应器的稳定运行。在反应器运行的实际过程中发现一,在同样曝气量的条件下,反应器在阶段产生的气泡较少;在阶段二,,气泡就开始变多但此时气泡还未喷出反应器外,污泥只是被随气泡冲至上方的器壁上,流失也并不太严重;但到了阶段H,气泡大量生成,大量污泥因被气泡冲出反应器外而流失,,污泥的生长量不足W路补其损失量系统极不稳定,所W在此阶段,好氧颗粒污泥对总氮和氨氮的去除率均出现波动和下降。好氧颗粒污泥在脱氮的同时-7,也去除畜禽养殖废水中的部分憐素。图4是好氧颗粒污泥对废水中正憐酸盐和总稱的去除情况。排水比的不同使系统为硝化和反確化作用提供了不同数量的电子受体,而磯的去除主要是经过厌氧释憐和好氧吸礎两个阶段,好氧颗粒污泥是在好氧的条件下运行的,所W憐的厌氧释放就不完全,磯的去除率就较低tnwi。好氧顾粒污泥对磯素的去除主要靠自身微生物的生长吸收。由数据可从看出,磯酸盐和总磯的进出水浓度相差不大,这说明畜禽养殖废水中的总磯含量绝大部分是由磯一,二者的进水浓度都较低,酸盐构成的,基本维持在20mg/L左右阶段和阶段二好氧颗粒污泥对憐酸盐去除率的平均值分别为4化18%和42.95%,比降解速率的平均值分别3-3-PO-/VSS-5_-22mPd.15mP〇p/vssd。总稱的去除率平均值为41为3.g4和g4.的%gg--0TP.VSS和4.87%比降解速率的平均值分别为3.78m/VSSd和589m/d。在,gggTPg。,这两种运行条件下,污泥对憐素的去除情况差别不大而到了阶段H,污泥流失严重污泥浓度降低,磯酸盐的去除率也同祥出现,所污泥对稱酸盐、总磯的吸收量也较少了波动,系统的不稳定也表现得非常明显。这和氮素的情况非常相似。-27-n’东北林业大学硕±学位论文一一—-0-化水_?出水1=3比巧巧度车无橡举4—^,么5tftys兔iniiil11Il13l12M41516巧W910!l1211III21M4!51衍71H)91IQ!Il12113I111TtawD1山cDasa(y)产)(口画化辛冰去按,—^。.__^;jW_lJlW613HI?!II"…口1131111.!718191…。1"!IH2!;12,4t51611.T)aTm(ii巧約图4-7礎素的去除情况4.1.2.4氮素转化去除途径为了更直观展现好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水系统中氮素的转化去除途径,特选一一一4-8,个周期进行全程测样,在阶段反应开始的第取H个阶段稳定时期的。如图L,,亚硝酸个小时内,COD从872mg/降低到336.55mg化此时COD的消耗较为明显29.45mL,4mI8.55m/L,而氨氮的含量只从0.9lmg/L增加到g/硝酸盐从.91g化增加到g是略有降低,所W总氮的含量不仅没有降低反而有所升高,此时,氮素的去除效果不明202.40mL,硝酸盐和.59mL降低到/显。在第二小时内,COD继续降低,氯氮从382g/g亚硝酸都只有较小幅度的增加,总氮明显地也从460.67mg/L降低到285.18mg化,此时。系统内好氧颗粒污泥同步硝化反硝化作用明显,氮素去除效果较好后面化个小时的反应中,总氮的去除不明显,所W此时,氨氮的去除过程都伴随着硝酸盐和亚硝酸的生成,消化作用发挥了作用,而反硝化作用不明显最终亚硝酸盐的生成量远大于硝酸盐的生一一,成量。阶段二的情况和阶段类似在开始的第,证明此工艺为短程硝化反硝化系统个小时,COD被大量消耗,从899mg/L降低到424.1mg化,亚硝酸盐生成了二小时,氨氮从213.04m化降低到55.24ni,,总氮去除量较低g/L増加明思。到了第g42.44m/L,总氮从342.59mg化降低到247.79mg/L,此时氛素的去除效率较高,短程硝g,化反硝化作用明忌.,在整个周期中硝酸盐和亚硝酸盐的含量变化不大说明。第三阶段系统内基本未发生硝化反硝化作用L较差,氮素的,所乂此阶段的氨氮和总氮的去除效果去除依靠的是好氧颗粒污泥中微生物的生长吸收。结合前面的数据可知此时的运行条件。不适宜好氧颗粒污泥的生长,所W其脱氮除撥等功能也受到影响-28-n4好氧颗粒污泥系统的稳定运行1000撕"■阶段一\夺COD■\-a-m夺邱,谢0.\^亚麵盐I500.\0巧度盐置。。、.屬°—C>2001I’:1??I1汾口01抓2403魄就0Timemia()MOO_?_〇〇〇撕0.阶段二\-rwW?夺脚700■\亚輔盐3綱.\寺?由度蓝I500.X?.—?■?400〇-壁?^?_?相?泌D.〇200?-100AA,,"-I ̄|1;师I.,,?_0^,.,圓#■I-;77^扩,IN■,?1加饼90120150巧0210240Timefm山)巧腑个COO[断段二-g自:::\夺巧7抓.\化柏酸益3佛0-\夺麵盛I500.X璧400-^含三^?说0?°一 ̄:-———0〇00識._^109‘-A^A. ̄ ̄--T^I ̄■,h,.,.■_0旷;乎6■Shai?111130饼90201568020240Timemtn()图4-8典型周期中污染物浓度变化情况4.2不同pH值条件下好氧颗粒污泥系统的稳定运行4.2.1试验方案试验采用王个相同的SBR反应器R1、R2和R3,分别设置兰种不同的pH值:7化0.1、7.5±0.1和8.化0.1。将己经培养成功的好氧颗粒污泥放入到上面介绍的涨民反应器中?,用其处理实际畜禽养殖废水运行阶段反应器的温度在23,用温控仪控制-=28C。每天运行,min个周期,每周期运行的总时间为6小时即入水I、曝气—i-*3巧min、3min。系统内气体表观流速为1.51.8cms沉降Imin、排水,颗粒污泥浓度〇(MUS)在8000±1000m/L,设置排水比为75/〇。g本试验使用的是实际畜禽养殖废水,,入水浓度变化较大所将整个实验分为两个阶段一一。第天到第35天为阶段,入水氨氮浓度在400mg/L左右;第%天到第63天--29n东北林业大学硕±学位论文为阶段二,入水氨氮浓度大约为800mg/L。4.2.2结果讨论与分析4.2.2.1;亏泥结构形态一-图49是整个运行过程中污泥粒径的变化情况。由图可知,在阶段结束时,H个-cm反应器中污泥的粒径分布情形十分巧似,都是粒径在1.31.7之间的颗粒污泥数量最28..89%、2903%和30.57%粒径在1.7cmW上的颗粒污泥所多,,其所占的比例分别为〇民占的比例分别为.27%、12.73/〇和13.99%,与艮1和R2相比,3反应器中颗粒污泥12-二结束时,粒径在1.31.7cm么间的颗粒污泥所的粒径略大,但也相差不明显。在阶段〇〇〇215cm上31.21/3./〇,粒径在1.7的颗粒污泥所占的比例占的比例分别为.35/〇、32。和〇与7.92/〇、2831.25%,三,但分别为2.66%和个反应器中颗粒污泥的粒径分布差别不大一中,真正影响颗粒阶段相比,这说明在本研究,大粒径颗粒污泥所占的比例明显増加污泥粒径的是入水污染物的浓度,而pH值对粒径分布的影响较小。—化%:料rIirr;J阶段T阶段H,巧化"―….*託1^広R2R3AI12%■J12HgIII■?-I//I4^_^—^I—一h一Ti欣4I."IllIIiiAaIiil’iM.i’.IIII1说2贿!;i说2M2i.m13?巧巧M1s71951!.t―巧技巧垃im(据巧巧拉!?|)!>>图4-9颗粒污泥粒径的变化情化4.2.2.2污泥性质4-10EPS。图是颗粒污泥的变化情况由图可知,在整个运行过程中,颗粒污泥的(EP)PSL义及PN/PSR1、民2跑外聚合物S、蛋白质(PN)、多糖()值都变化不大。和.1、民PN的平均值分别为62.01、乃.087779mVSS,PS的平均值分别为;3303中和.g/g39.46和45.52mg/VSS,EPS的平均值分别为95.的、114.55和123.31mg/gVSS,g^1SPN/PS的均值分别为.。H值的、多糖^?及EP的影响1.89、192和1.73p变他对蛋白质较小,在H种pH值条件下,系统都能稳定,H个反应器中的颗粒污泥性质都较为稳定巧竹。亡=11、…1臣■■PS供巧)?-巧‘巧3--fVTSRi匹arvTR。誦。、爪、-)M)-一-(一个P於、脚瓜:i_口、巧、?PvrR如>古PMLI脚-----smu.LlS(_^KllU)M4曼!…*口巧*3?,I1551巧巧Time)l?mr(na>)瓜巧4-图10颗粒污泥EPS的变化情况一-Z图411是颗粒污泥的e化电位的变化情况。Ze化电位值更进步表征了好氧颗粒-30-n4好氧颗粒污泥系统的稳由运行t污泥的稳定性,H个反应器中好氧颗粒污泥的Zea。由图可看出,开始运行时电位---1.12,,值基本相同,分别为36mv、.9mv和13.3mv到第15天R1中污泥的电位值变化2不大,R、民3的电位值略有降低,王个反应器中污泥的电位值的变化都不明显。但到1R2了第30天,艮、和艮3中污泥的电位值都有了大幅度的降低,并在后期都保持稳=一定。个反应器中颗粒污泥Zeta电位值的变化趋势基本致,最终,艮1、R2和民3中-224mv--Ze化电位的平均值分别为.、31.83mv和26.33mv。0I--5 ̄^R2#-R3-芝-10?-35I'''*-401巧巧43巧TimeDa(y)图4-11颗粒污泥的Zeta电位的变化情况-图412是好氧颗粒污泥的SVI;和VSS/SS的变化情况。SVIs反映污泥的沉降性自g。由图中数据可W看出,兰个反应器中颗粒污泥的SVk数值都基本波动不大,平均值分别为21.43、21.98和21.33mL/g,H组SVI5的均值差别也不大,整个运行过程中,污泥的沉降性能始终良好。H组VSS^S值的变化也较小,平均值分别为89.17%、.8885%和89.65%,这说明污泥中有机质的含量也基本相当。pH值对颗粒污泥的沉降性能和有机质含量的影响较小。占1腑巧J1I1i..11=I70%I..)巧^■10020W40巧饼70白1620说W50泌701-Daliuelimti(?4-图12SVI和VSSSS好氧颗粒污泥的5/的变化情况图4-13颗粒污泥的电镜扫描照片。从电镜扫描照片可W直观的看出污泥的表观形态结构,从图中可W看出,运行结束时H个反应器中的好氧颗粒污泥与初始污泥的结构形态相比差异不大一,都成规则的圆形或楠圆形,结构都比较密实,唯的区别在于初始污泥为栋黄色,而培养后王个反应器中的污泥都成深黑色,这说明,微生物群落结构发生了变化。--13n东北林化大学硕±学位论文圏圓國圏初始污泥运斤结束后民1中污泥运行结束后R2中污泥运行结束后R3中污泥-图413污泥的电镜扫描照片4.2.2.3污染物的去除效率在稳定阶段,运行好氧颗粒污泥系统最主要的目的就是去除实际畜禽养殖废水中的氮稱污染物。在不同的pH值条件下,好氧颗粒污泥对畜禽养殖废氷中的氮磯去除效果也不相同,,,通过对比氛憐的去除率等指标确定较优的pH值条件为后续实际工程项目奠定基础。-1pH值对好氧颗粒污泥去除畜禽养殖废水中的氨氮的影响较大。图44是游离氨(FA)的变化和氨氮去除率、比降解速率的变化情况。游离氨是指分子态(NH3),众多研充表明,浓度较高的游离賓会对硝化和反硝化等脱氮生化反应产生抑制作用,并降低氨氧化细菌、亚硝酸氧化菌、反硝化菌等徹生物的活性,从而对污泥的脱氮效果产生影响在本研究中,进水水源是高氨氮的畜禽养殖废水,在反应器运斤的过程中极易产生大量的游离氨。而pH值对游离氨的产生也影响很大,氨氯在水中U倭根离子+NH/-N二者有如下平衡()和分子态氨氮(NH:NH+0FT3)两种形式存在,这4+ONH3+H2O,当pH值呈酸性时,系统内H浓度较高,就会促进此反应向左发生,游离氨浓度就会降低;当pH值升高时,系统内Of浓度较高,就会促进此反应向右发生,游离氨浓度就会升高,从而抑制脱氮过程,但此时,较高的pH值也会因为促进氨氮的分解而提高其去除率,所L:J>,H值对颗粒污泥的脱氮效率影响明显,p。如图所示第1一天到第35天为阶段,此时入水的氨氮浓度只有400mg/L左右,在前15天,由于好氧,所W氨氮的出水浓度较高,颗粒污泥还未适应刚调整的运行条件其去除率也较低,系统内游离氨浓度也较高。第15天到第35天,民1、R2和R3中好氧颗粒污泥对氨氮的去..02%、99.00%和86.97、114.24、117除率和比降解速率干均值分别为8044%、98.13+-NHN/-dmWS,民g4g1中氨氮的出水平均浓度为77.57mg/L,而R2、R3中出水的氨氮和游离氨含量化乎都为0,00ra/L左、这说明当进水氨氮浓度为4g右时,R2R3反应器都能完全降解进水中的氨氮,而pH值较低的民1效果略差。第%天到第63天为阶段二,进水氨氮浓度升高到800mg/L,H个反应器的氨氮去除效果有了明显差异。RKR2和民3中氨氮的去除率和比降解速率平均值分别为40.86%、50.16%、58.97%和94.27、'-11-30..%、5059mgNH4N/gVSSd,进出水中游离氨的平均浓度分别为36.41、152、9.m.26、2302/L。由数据可W看出3g,民反应器中氨氮的去除率和比降解速率都是最高的,其出水中游离氨的浓度也是最高的,这说明R3反应器中的高浓度游离氨未对系统内的微生物活性和生化反应产生抑制作用一二的二。从阶段和阶段对比中也发现,阶段--32n4好氧颗粒污泥系统的稳定运斤一的进出水氨氮和游离氨浓度都比阶段的高出许多,然而阶段二的氨氮的比降解速率却比阶段一的略高,污泥的脱氮效果不仅没有降低反而有所増强,高浓度游离氨对系统脱氮效果的抑制作用没有体现出来。先前的研究指出,处理高氨氮废水较为适宜的游离氨2^一P73l7-浓度般为10mg/L,送和本研巧的结果不太相同,处理畜禽养殖废水的适宜游离。H8±01,。氨浓度还有待探究所W当p值为.0.时系统具有较好的氨氮去除效果W1000I-0-进水水、AA…夺法*嚇剛-?妄广1S9t?19It三了JS、5州C47?15559?1591519以27巧巧.H4751巧拍H''srm">?、Mmr(l>、、;).)1IIIII■1I’IiIiAI*,IJt‘‘I1tr*I.II>.I.i■4iI‘I1IItI11.iIIIII.—...J的4■■■■.."15915If)2J之7化JS攻■47別S5巧U15915W口口31.巧W.43475!訪巧历-RTTl机fI)Sinuas)(y)(巧4-图14游离氨的含量变化和氨氮的去除效果一4-15图是好氧颗粒污泥对总氮的处理情况。总氮的去除情况和氨氮类似,阶段在第15左右稳定,第15天到第35天,H个反应器中总氮的去除率和比降解速率平均口、-50.48%、55.%%、61.15%和65.70、7742mTNV,H值分别为.86.g/gSSdp值较高时,总氮的去除效果较好。在阶段二,好氧颗粒污泥对总氮的去除率和比降解速率平均oパm-.24%、37/;3.5994.511^7TNVSS值分别为%.96。、4%和、.3、l巧.g/gd。R3反应器中的总氮去除效果最好。-33-n东北林业大学硕±学位论文。00I]夺进水夺反1出水1000■RA一册0.一+R3出水广R2出水I300■■■■I0L-‘…tii1.IILI..iL.■..■II■I.-i1.I--159巧巧23巧31始3943巧巧巧巧63T帕eDas(y)1""的^-?-R1撕的-。穿^20/。II■II■■IIIIII■■■—0%■■<■III631591519232731巧394347別巧巧limeDas(y)巧13^^---0R1X200A_159巧19232731巧39接47巧55巧拍TimeDas(y)4-图15好氧颗粒污泥对总氮的去除情况4-16图是好氧颗粒污泥对正憐酸盐的去除情况,。如图所示由于进水为实际污一水,磯酸盐的进水浓度波动较大,导致其去除率和比降解速率也极不稳定。在阶段,民1、R2和民3中磯酸盐的平均去除率和比降解速率分别为37.09%、42.49%、68.55%和3-2--二.74、3.284.88PVS、P04/gSd。到了阶段,磯酸盐的平均去除率和比降解速率分-〇〇、、3--别为32.05/〇、46.31/〇68.38%和1.90、2.46.03P(VP/gV%d。民3反应器中的pH值较高,易生成憐酸钱摸和憐酸巧等沉淀,所其憐酸盐的去除率就较高。pH值为8.0±化1时,好氧颗粒污泥系统具有较好的磯酸盐去除效率。-34-n4好氧颗粒转泥系统的稳沾运行50;I1一>--?--A-R2出水-?-3进水IU出水R出太城159巧!92327313539434751巧巧約TimeDas(y)100%I1--R---m-R3R■#li5iR21IIIII._0的11L一11591519232731巧39434751巧巧妇imeDasl(y)8拿^[■-?-R--?-■l^R2R3159151923巧31巧39434751巧巧扮了imeDa約(图4-61好氧颗粒污泥对正麟酸盐的去除情况4.2.2.4氮素的转化去除途径一一4-17个周期的数据来分析氮素的转化去除途径,H图选取了。在阶段个反应器中各污染物的变化趋势都非常类似。反应开始的前两个小时,系统中的碳氮憐含量充,,兰个反应器中足脱氮生化反应进行的比较完全,COD、氨氮、总氮的去除量都较大COD的消耗量分别为900.45m/L772.20m/L、.4/,g、g8420mgLCOD的消耗主要是为微生物的生长和发生生化反应提供碳源6.41m化、。氨氮和总氮的去除量分别为班g53m/L240.322JL221mL24132m/L,,22.3g、1mg化和35mg/、18.g/、.g此时硝酸盐和亚硝酸盐的生成量都较少,硝化反硝化反应进行的比较完全,氨氮都被转化成N2去除。后面四小时硝酸盐和亚硝酸盐的生成量分别为104.62mg/L、140.04mg化、151.13mg化和223m/L6.13mL、2.L,此时发生的生化反应为短程硝化.g、g/24mg/,与前两个小时相比反硝化,氨氮只转化成硝酸盐或亚硝酸盐,氨氮的去除量降低,由于硝酸盐和亚硝酸盐-35-n东北林业大学硕±学位论文的生成,总氮的去除量也降低。从总体上看,H个反应器的氨氮和总氮的去除量为356.18mg/L、420.65mg/L、426.20mg/L和248.72mg/L、261.66mg/L、291.25,R3反应器中氨氮和总氮的去除量都比其余两个反应器的大,亚硝酸盐的生成量也较多,说明R3反应器的硝化反硝化脱氮效果较好,其运行条件也较为适宜。在阶段二,同样是前两个小时,硝化反硝化作用比较完全,碳氮去除量较大,而后期有大量亚硝酸盐和少量硝酸盐的积累。在整个过程中,氨氮和总氮的去除量分别为505.67mg/L、533.31mg/L、594.10m/L和516.22m/L、553.96m/L、%7.54m/LR3gggg,同样是具有较高的氨氮和怠氮去除效果。 ̄ ̄ ̄.00V12撕12II-^COD■100\--r〇Dimo\0*■?二品3\二结處泣盐\替^亚?南按盜樹an-\?巧度藍I?"〇?\皇\!?\廣盗’柳.柳" ̄."—1_?—1_IiI ̄I ̄—III?i:;^0?iiI幻?一0i23456__0123456一T難—怖R1偉mV…龄殺)骼殺化2昨叫 ̄12汾?12跑;I1I。麵:篇麵%知三马-■I?〇■\?滨酸皮碰I^辦-200一,■I1—AII?I?—00A鱼??0J23A56..0123496一nsw■iImiir二R!Timr?im挪紙錶、3C)齡穀)0 ̄120。说壬济拉-O-TKI,fon^I+麵盐麵誦'鷄心盛咬^^■V\%I^■?巧獅-400200-?獅^■" ̄ ̄I ̄ ̄I ̄ ̄—■■ ̄ ̄■■ ̄|—I ̄m ̄■ ̄m' ̄—"'—?' ̄I■?I狂 ̄——A?4U#*??***?"'12/4561''紙嫂二巧!了陆師。贼段r^R§THn/h0?r)<图4-17典型周期中各污染物的变化情况4.3本章小结本试验分别考察了王种不同的排水比和pH值条件下好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水系统的运行情况。当排水比为75%和50%时,系统都能良好运行,大颗粒污泥所占的比例明显增加,颗粒污泥的稳定性増强,沉降性能也较好,这两种条件下反应器的脱氮除碟效率也相当,,氨氮、总氮、磯酸盐和总磯的去除率、比降解速率都较高且稳定氮-36-n4好氧颗粒污泥系统的稳定运行素转化去除较快。但当排水比为25%时,,大颗粒污泥所占的比例已经开始减少出现了污泥流失或解体的现象,颗粒污泥沉降性能变差,系统频临崩溃,各种污染物的去除效率也急剧下降,氮素去除速率慢,说明此条件不适宜系统的运行。当设置pH值分别为7化0.1、7.5±0.1和8.0±0.1时,系统都能稳定运行,颗粒污泥的粒径、性质和表观形态结构均差别不大。pH值主要影响系统的脱氮除磯效率。当pH值为8.0±0.1时,系统具有较好的脱氮除磯效果,这说明,氨氮、总氮和憐酸盐的去除率、比降解速率均最高pH值为8.化0.1为较好的运行条件。-37-n东北林业大学硕:f:学位论文结论本论文研究了好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水系统的启动和稳定运行问题。畜禽养殖废水经过厌氧处理后氨氮含量依然很离,用好氧颗粒污泥去除其中的高氨氮,效果较好。经过试验,本研究得出如下结论:(1)用模拟畜禽养殖废水和实际畜禽养殖废水都能成功的启动好氧颗粒污泥系统。首先用人工配置的模拟畜禽养殖废水在不同选择压的条件下启动好氧颗粒污泥系统,W期得出较好的选择压条件。研巧发现,H种条件下粒径在0.1mmW下的污泥所占的比例均较小,好氧颗粒污泥系统都能启动成功。但粒径在1cmW上的大颗粒所占比。例不同,选择压越大,大颗粒所占的比例越小但选择压较大时,污泥的沉降时间降低过快,选择压较大时,污泥浓度降低也较快。选择压对污泥的胞外聚合,污泥流失严重物(卧S)和污泥中有机质含量(VSS/SS)的变化影晌也不大。开始时,污泥中蛋白质的含量远远髙于多糖的含量,随着培养的继续,PN和PS的含量都在逐渐增加,但二者的增加幅度不相同,二,多糖増加的速度比蛋白质増加的速度更快,到最后者的含量基本相同。最终,选择压较小的反应器中的颗粒污泥zeta电位最低,颗粒最稳定。扫描电镜照片显示培养成功的颗粒污泥表面光滑圆润,多由球状菌构成,好氧颗粒污泥在H个=反应器中都能培养成功。在本试验设置的种条件下,较小选择压条件下培养出的颗粒污泥具有较强的稳定性与较高的氮素去除效率。2()在较好的选择压条件下用实际畜禽养殖废水在不同排水比的条件下启动好氧颗粒污泥系统。在排水比为73%、66%和50%的条件下,用实际畜禽养殖废水都成功的将絮巧污泥培养成了好氧颗粒污泥,S种条件下颗粒污泥的形成过程无差异,在第23天左右,H个反应器中污泥的颗粒化己经全部完成。但形成颗粒的性质并不相同。在排水比为66%时,成熟颗粒污泥的胞外聚合物含量较高、多糖所占比例较大,同时其Zeta电位值也最低。R2中污泥的微生物是大小相近的球状菌,而排水比较大的民1和较小的R3中都有少量杆状菌。当排水比较大时,反应器中产生大量气泡,污泥流失严重,而在排水比较小的R2、民3中,这种现象就被有效的抑制。从碳氮磯的去除效果来看,在排水比为66%的条件下培养出的好氧颗粒污泥具有较好的碳氮去除效果,而排水比为50%的民3具有较好的除憐效果。(3)在稳定运行阶段,选取H种不同的排水比(75%、50%和25%),试验过程中发现,当排水比为75%和50%时,颗粒粒径明显变,大颗粒污泥所占的比例明显増加大,蛋白质、多糖和EPS都略有増加,PN/PS也基本变化不大,颗粒污泥饱满密实,呈深黑色,SVk和VSS/SS都变化不大,好氧颗粒污泥内部球状菌己经完全占据了主体地位,系统都能较稳定的成功运行,二者的脱氮除磯效率也相当,氨氮、总氮、稱酸盐和总磯的去除率、比降解速率都较高且稳定,。但当排水比为25%时氮素转化去除较快,大颗粒污泥所占的比例己经开始减少,己经出现了污泥流失或解体的现象,EPS的含量-38-n^突然增大,污泥颜色略微泛白,颗粒边缘有许多白色的絮状物,还有许多白色的絮状物单独存在于反应器中,絮状污泥的数量急剧増加,好氧颗粒污泥出现解体和絮化的现象,SVIVSS/SS急剧减少s和,颗粒污泥表面的球巧菌数量明显减少,取而代之的是大量巧状菌、丝状菌和其他不明菌种,污泥内部的菌落发生了极大变化,系统频临崩溃,各种污染物的去除效率也急剧下降,氮素去除速率慢,说明此条件不适合好氧颗粒污泥处理畜禽养殖废水。(4)研究表明,当阳值分别为7.化0.1、7.紅0.1和8.0±0.1时,好氧颗粒污扼处理畜禽养殖废水系统巧能稳定运行,颗粒污泥的粒径、性质和表观形态结构均差别不大。颗粒污泥的邸S、多糖、蛋白质、Zeta电位、8^5和¥88/88等指标的差异表现不明显。但H种条件下,系统的脱氮除憐效率区别较大。当pH值为8.0±0.1时,系统的+氮素去除效果最佳--,氨氮和总氮的平均比降解速率分别为133.86mgNH4N/gVSSd和-107.09mTN/VSSd,氮素的去除速率也较快比降解速gg,此时磯酸盐的平均去除率和3-96P--率都是H种条件下最高的,分别为68.47%和3.04P/gVSScUpH值为8.0±0.1时,系统具有较好的脱氮除磯效率。-39-n东北林业丈学硕±学位论文参考文献[U杨飞,杨世巧,诸云强,等.中国近30年畜會养殖量及其耕地氮污染负荷分析[可0-农业工程学报,213,巧(巧;111.[2]张绪美,董元华,王辉,等.中国畜禽养殖结构及其粪便N污染负荷特征分析[J].环境科学2007286-:13n1318.,,()[3]付强,诸云强,孙九林,等.中国畜禽养殖的空间格局与重也曲线特征分析内.地理201-学报12670:13831398.,,()4付强2002-2009年中国规模化畜禽养殖量区域差异及政策建议[]诸云强.,,杨红新等,1-化农业工程学报2012288:185191.,()42-50061:1518苏标我国集约化畜禽养殖场污染问题研究化中国生态农业学化2.[],()[6]邓良伟.规模化畜禽养殖废水处理技术现状探析[J].中国生态农业学报,2006,14(2):23-26.Aunwamb泣JC.A打泣lsisofsocioeconomicandenvironmentalimactsofwaste17]gypstabilizatio打ondandimrestrictedwastewaterirriation:interfacewithmainte打anceJf,pg[]Env-ironmentalmanagement2001273:463476.,,()8陈蕊高怀友,傅学起等..农业[],畜禽养殖废水处理技术的研究与应用内环境科学,200625214-学报:37377.,,()9王振,袁林江等.李鹏宇.[],,不同类型潜流湿地处理畜禽养殖废水的对比机环境工134-程学报20374:111345.,,()[10林国餘方静.植物收割频率对水生植物滤床深度处理畜禽养殖废水的影响机环境]20-工程学报13712:44798,,)793.([n]LangergraberQHaberl民,LaberJ,etal.Evaluationofsubstratecloggingproces化Sin48-verticalflowconstrue怡dwetlands.WaterScience&Technolo20035:2534.[J]gy,,()-.12梁进?.6:139143[,李袁琴,杨平畜禽养殖废水处理技术探讨阴四川环境,2011,12()]-.畜禽养殖废水处理方法探讨J47[巧于金暮闯宁?给水排水2000269:44.[],,()200614邓仕槐.J.环[],李远伟,郑仁宏,等畜禽养殖废水的混合处理工艺[]境工程,,24-4:2933.()15WanJ,WangX,ZhaoZ,etal.Oanicsandnitroenremovalandsludestabilitin[]ggggyae^robicranularsludemembranebioieactor.Aliedmicrobioloandbio化chnologg口]ppgygy,2008794-:679685.,()[16]ShiXY,YuHQ,SunYJ,etal.Characteristicsofaerobicgranulesrichi打autotrophicammon-tiumoxidizingbachriai打aseuencingbatchreacorJ,ChemicalEnineerinq[]ggJourna2009172-l4:102:!0乂,,()17LiuTaJH.Stateofartotorwastewateatment.也efbioranulaiontechnolgyfortreJ[]乂yg[]Bechnooadvanc-iotlgyes,2004227:533563.,()-40-n参考文献etalihoranicoadininfluencesthehsical18]MoYPTaJHTohSK.Hly[yB,y,,gggpr:characteristicsofaerobicsluderanulesJ.LetersinAliedMicobiolo200234ggppgy,[],(巧407-412.eearanuaon-ofacvaedsudenaoscaleseuencin19NiBJXiWMLiuStl.Gltititliilt[^],,Qgpqgmen-batchreactorforthetreattoflowstrengthmunicipalwastewaterJ.Waterresearch,[]2009433-:751761.,()2+2+S'0LiuYXuHYanSFetal.Ae打eralmodelforbiosortio打ofCdCuandZn^口],,,ggp,yr-aeobicranulesJ.Journalofbiotechnolo20031023:233239.g[]gy,,()2+2lLiu乂XuH.EuilibriumthermodnamicsandmechanismsofNibiosortio打baerobic[]q,ypyranu-lesJ.BiochemicalEnineerinJoumal20G7352:174182.g[]gg,,()--22YiLIUFenWSiinXIAetal.Studof4toctlhe打olderadatio打andmicrobial[],g,qg,yypgcommuntaroces20-iinranularslude?JournlofEnvinmentalScien2008:167yg口],,g口)171.[23]WangJ,WangX,ZhaoZ,etal.OrganicsandnitrogenremovalandsludgestabilityinaerobicranularsludemembranebioreactorJ,Aliedmicrobioloandbiotechnologg[]ppgygy,2008794-:679685.,()24]DilaconiC,RamadoriR,LoezA,etal.Hdraulicshearstresscalculationinasenci打[pyq脱gbatchbio巧Im巧actorwkhgranularbioma巧J.E打vironme打talscience及化chnology[],2005393-:889894.,()25WL-anFiuYHYanFLetal.Studonthestab化tofaerobicranulesinaSBAR[]g,,g,yygefectofthesuperf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