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养猪废水处理工艺

所属分类: 养殖废水处理 | 发布日期:2019-12-14 09:12:37

 目前,我国大型养猪场的废水一般采用厌氧-好氧联合工艺处理。然而,厌氧处理后的沼气浆液含有大量难降解的有机物,其氮,磷含量高,而碳,氮相对较低。当采用接触氧化法,SBR法,氧化沟法等传统废水处理方法时,处理效果不理想,运行不稳定,施工和运行成本高,除磷等缺点,不考虑实际应用。猪沼气浆液中氮,磷含量高,经过适当处理可以成为优良的有机肥,具有广阔的发展前景。然而,猪沼液中所含的重金属物质和病原菌等有害物质也限制了猪沼液的资源利用。膜生物反应器(MBR)占地面积小,处理效果好,运行稳定。它可以捕获微生物,从而确保废水的安全性,并对难降解的有机物具有良好的降解效果。作者以实际的猪沼气为处理对象,首先采用聚氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)进行化学聚合,去除水中的磷,重金属等有毒有害物质,然后采用MBR工艺解决问题。猪沼气泥浆回用的安全性已得到解决,工艺废水具有资源利用的潜力。实验考察了MBR对污染物的去除效果和MBR膜污染状况,以备将来在工程应用中参考。

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目前,我国大型养猪场的废水一般采用厌氧-好氧联合工艺处理。然而,厌氧处理后的沼气浆液含有大量难降解的有机物,其氮,磷含量高,而碳,氮相对较低。当采用接触氧化法,SBR法,氧化沟法等传统废水处理方法时,处理效果不理想,运行不稳定,施工和运行成本高,除磷等缺点,不考虑实际应用。猪沼气浆液中氮,磷含量高,经过适当处理可以成为优良的有机肥,具有广阔的发展前景。然而,猪沼液中所含的重金属物质和病原菌等有害物质也限制了猪沼液的资源利用。膜生物反应器(MBR)占地面积小,处理效果好,运行稳定。它可以捕获微生物,从而确保废水的安全性,并对难降解的有机物具有良好的降解效果。作者以实际的猪沼气为处理对象,首先采用聚氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)进行化学聚合,去除水中的磷,重金属等有毒有害物质,然后采用MBR工艺解决问题。猪沼气泥浆回用的安全性已得到解决,工艺废水具有资源利用的潜力。实验考察了MBR对污染物的去除效果和MBR膜污染状况,以备将来在工程应用中参考。


1个测试部分
1.1测试水质
猪的沼气浆液取自大型养猪场的UASB废水。这种水的水质变化很大。年度水质和水量见表1。

表1生猪沼气水质参数

项目 溶解性 COD COD 氨氮 TN TP pH 水量
数值 350 ~ 1 200 960 ~ 3 500 400 ~ 1 100 420 ~ 1 200 55 ~ 95 7.4 ~ 8.4 60
注:除水量( t/d )、 pH 外,其余项目单位均为 mg/L 。

1.2实验材料
聚氯化铝:购自巩义市振宇净水材料厂,黄色粉末状固体,Al2O3质量分数约为30%。
聚丙烯酰胺:购自国药集团,相对分子量>
3百万,有效成分>85%。

1.3化学絮凝
以PAC为絮凝剂和PAM为凝结剂对猪沼气液进行化学絮凝。根据烧杯实验确定加料量,并考虑到絮凝去除废水中的总磷,同时还去除了部分化学需氧量,这降低了废水中的碳氮比,影响了反硝化效果。因此,选择适当浓度的PAC和PAM。它们分别是1200和50mg / L。将凝结剂溶解在水中,然后将其放入废水中。快速搅拌2分钟,慢速搅拌15分钟,沉淀1.5小时,然后取上清液。由于该测试是在夏季进行的,因此原水沼气浆液中的污染物浓度相对较低。化学絮凝处理后的溶解COD(SCOD),NH3-N和TP的质量浓度分别为350至550、450至560和50至63 mg / L,SCOD,NH3-N和TP的质量浓度分别为300-450、450-550和18-26 mg / L,SCOD和TP的平均去除率分别为18.9%和61.3%,对氨氮几乎没有去除作用。出水浊度为110〜120 NTU,然后进入A / O-MBR继续处理。

1.4试验装置
A / O-MBR集成测试设备如图1所示。电抗器由有机玻璃制成,厚度为10毫米。总有效体积为6.7 L,有效水深为140 mm。该系统采用连续进水,间歇出水的方式,抽水8分钟,停水2分钟。进水和出水由液位计控制。在试验中,使用了国内公司生产的聚偏二氟乙烯中空纤维膜。有效膜面积为0.02平方米。膜池底部用氧气打孔,以通气和冲洗膜。


1.5测试与分析方法
由于猪污泥浆液中氮和磷的浓度较高,因此可以通过增加原水浓度的方法使污泥驯化。首先,凝结的污水以较低的比例与生活污水混合,并用作A / OMBR进水。驯化一段时间后,凝结水的比例不断增加,直到凝结水完全加入。生活污水取自上海曲阳污水处理厂的进水,污泥取自污水处理厂回收的污泥。窒息两天后,进水开始驯化。反应器中的初始MLSS约为4.1 g / L。

测试从8月2日开始,并在8月13日和8月26日调整了进水比例。系统稳定后,反应器的总HRT为35 h,污泥混合物的回流率为400%。泥浆,缺氧槽和膜槽的溶解氧分别维持在0.2〜0.5mg / L和3mg / L,水温为22〜25℃,pH为7〜8。水质的测定方法参照文献进行氨氮,硝酸盐氮,亚硝酸盐氮,TN和TP等指标的测定。用HACH快速消解仪测量SCOD(过滤水)。用HACHHQ40d便携式溶解氧仪和HACH 2100P浊度仪测量溶解度和浊度。

2结果与讨论
2.1去除SCOD的MBR

从图2可以看出,随着进水中SCOD的增加,出水中的SCOD缓慢增加,但SCOD的去除率变化不大,在60%至80%之间(平均清除率为70.6%)。系统稳定后,进水SCOD为330〜400 mg / L时,出水SCOD维持在120 mg / L以下(平均97.9 mg / L),表明水中仍有一些难降解的COD,而这部分化学需氧量很难仅通过生物作用除去。尽管通过MBR工艺去除难降解有机物仅受微生物作用的限制,但由于膜的保留和吸附作用,混凝后的废水中的有机物进一步被去除,因此可以保证最终废水水质的稳定性。在某种程度上。

2.2 MBR脱氮


从图3可以看出,系统稳定后,废水中的氨氮始终低于5 mg / L,平均去除率为99.4%。这是由于在MBR过程中膜将微生物截留,这使得硝化细菌难以流失,并且可以连续生长和富集。因此,MBR系统对氨氮具有良好的硝化作用。另外,进水氨氮浓度的增加会引起废水中氨氮浓度的一定波动,但很快就会恢复正常,表明MBR工艺对氨氮的冲击具有很强的抵抗力。


从图4可以看出,MBR废水中的大部分氨氮都转化为硝酸盐氮,而亚硝酸盐氮的含量很小(小于4 mg / L)。另外,该反应器对TN的去除效果差,去除率均低于30%。这是因为进水中的SCOD / TN为0.7至0.8,较低的碳氮比会削弱反硝化作用。

在测试过程中,还发现进水中氨氮含量高和反硝化效果差直接导致反应器中的碱度降低。当在测试的初始阶段不添加碱时,混合溶液的pH降至5.5。水中氨氮浓度增加,一些氨氮仅停留在亚硝化阶段。之后,将碳酸氢钠添加到进水中以将混合溶液的pH稳定在7至8之间,并且流出物也趋于稳定。可以看出,碱度的控制对系统的稳定性有很大的影响。

在反应堆运行期间,MLSS保持在4至5 g / L之间,而MLVSS / MLSS也稳定在大约0.7。这是因为尽管有机物浓度增加,但HRT也随着COD的增加而增加,因此有机物的体积负荷稳定在0.3〜0.4 kg /(m3·d),这使污泥浓度发生了变化。较小。 MBR流出物中未检测到SS,浊度低于2 NTU,流出物为浅黄色。另外,由于反应器不排放污泥,MBR对TP基本上没有去除作用,废水中TP的浓度与进水相比变化不大。


2.3膜污染的变化
MBR膜使用恒定流量的排水,并且当跨膜压差(TMP)达到40 kPa时进行液压反冲洗。在试验过程中,当进水污染物浓度的梯度在8月3日和8月13日增加时,跨膜压差迅速上升,增长率为5.7 kPa / d,必须进行液压反冲洗。水浓度的变化使微生物分泌大量的细胞外聚合物(EPS),以适应新环境。 EPS吸附在膜表面和膜孔上,阻塞膜孔并引起吸附污染,增加膜电阻,需要更大的TMP才能保持恒定的通量。系统稳定运行后,跨膜压差缓慢增加,增长率仅为0.7 kPa / d。只有通过水力反冲洗,才能更好地恢复膜通量,并且系统出水稳定。

3结论
(1)采用化学絮凝法进行预处理,采用A / O-MBR法处理高氮,高磷,低碳氮比的猪污泥。在为期一个月的启动期间,将通过梯度使污泥适应环境,以稳定稳定的污泥。出水后的SCOD和氨氮去除效果非常理想。

(2)化学絮凝可以去除部分TP,但混凝液中的碳和氮相对较低,MBR对TN的去除率小于30%。同时,系统对碱度的要求更高,并且需要添加其他化学品来维持系统的稳定性。

(3)增加进水污染物的浓度将加速膜污染。确保膜通量和减少膜结垢是保持有效和出色处理效果的关键。因此,有必要研究膜污染的影响因素。

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