收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

猪场废水厌氧氨氧化反硝化甲烷化复合工艺特征分析及应用研究

顾平  
【摘要】:规模化猪场废水是一种高含氮的有机废水,经过厌氧消化处理后的出水氨氮不但没有减少,反而增加。厌氧氨氧化耦合反硝化甲烷化是一种新型的去碳脱氮工艺。本研究探讨将厌氧氨氧化菌、产甲烷菌和反硝化菌培养富集在UASBB反应器中的可行性,从运行性能、影响因素、微生物学、动力模型等多方面研究厌氧氨氧化反硝化甲烷化机理和工艺,并应用于猪场实际废水的去碳脱氮,旨在为进一步开发高氨氮的有机废水处理工艺及其应用提供理论依据。主要研究内容及结论如下: 1.研究了UASBB耦合厌氧氨氧化反硝化甲烷化工艺的实现。通过接种厌氧污泥和反硝化污泥,UASBB反应器经过48d的快速启动后,有机容积负荷达到0.76kg COD/(m3 d)),去除率稳定在95%以上。加入含有NH4Cl和NaNO2的实验用水,稳定运行90 d左右,逐步实现同步厌氧氨氧化反硝化甲烷化,COD的去除率达80%-90%,总氮去除率为50-60%,氨氮的去除率为8-24%。当有机物进水浓度降低到100 mg/L时,氨氮去除率由负值提高到41.2%;污泥样品经分子生物学检测,厌氧氨氧化菌与目前已鉴定出的淡水自养厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia同源性达94%,反硝化菌与目前已鉴定出的假单胞菌Pseudomonas sp.同源性达100%。 2.探讨了猪场废水中Cu2+、Zn2+对污泥活性的影响。Cu2+、Zn2+单独作用于污泥时,重金属离子对污泥的厌氧氨氧化活性、反硝化活性和甲烷化活性有抑制性,Zn2+对污泥的反硝化活性、甲烷化活性的抑制大于Cu2+,对污泥的厌氧氨氧化活性的抑制小于Cu2+。Cu2+、Zn2+同时作用于污泥时,对污泥的反硝化活性、甲烷化活性产生拮抗作用,对污泥厌氧氨氧化活性产生协同作用。 3.揭示了厌氧氨氧化反硝化甲烷化反应动力学参数。根据Haldane模型和厌氧氨氧化活性试验数据,通过Matlab软件拟合,得到:氨氮半饱和常数(Ks,nh)为34.03 mg/L,氨氮抑制常数(KI,nh)为1274 mg/L;亚硝酸盐氮半饱和常数(Ks,NO2-)为42.31 mg/L,亚硝酸盐氮抑制常数(Kl,NO2-)159.03 mg/L,最大基质反应速率(qmax)为1.55 mg/(g h)。由Monod方程和甲烷化活性试验数据,通过线性拟合,得到甲烷化的最大比降解速率Vmax为122 mg/(g·h),Ks为124mg//L,甲烷产率系数(y)为0.29 mL/mg,其与理论值0.35 mL/mg相比,大约为理论值的82.8%,进一步验证了厌氧颗粒污泥中产甲烷菌的甲烷化能力受到了反硝化菌和厌氧氨氧化菌的影响;根据COD浓度和相应的反硝化速率,用直线进行拟合,得到有机物半饱和常数Ks,COD为3.03 mg/L;根据亚硝酸氮浓度和相应的反硝化速率,得到最大反硝化反应速率qmax为25.25 mg/(g·h),亚硝酸氮半饱和常数Ks,NO2-为1.1 mg/L。 4.研究了UASBB-生物接触氧化池组合的可行性及工艺参数。UASBB与生物接触氧化池组合实现了厌氧氨氧化、甲烷化和短程硝化反硝化的集成,确定了最佳外回流比为300%,系统平均氨氮去除率为81.3%,COD去除率为95.2%,总氮去除率为77.6%。 5.利用UASBB-生物接触氧化池工艺处理实际猪场废水。厌氧氨氧化反硝化甲烷化复合工艺处理猪场实际废水共运行60d,其中进二级沼液、一级沼液各15 d,进原水30 d, COD负荷最高达到3 kg/(m3·d),复合工艺对二级沼液、一级沼液、原水的COD平均去除率达到94.4%、94%、97%;TN负荷最高达到0.51kg/(m3·d),复合工艺对二级沼液、一级沼液、原水的的TN平均去除效果达到83.8%、82.5%、84.2%;氨氮负荷最高达到0.3kg/m3d,复合工艺对二级沼液、一级沼液、原水的NH4+-N平均去除率达到91%、91.9%、88.2%;工艺出水水质优于《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB 18596-2001)要求,以处理猪场原水为例,厌氧氨氧化反硝化甲烷化化同传统的活性污泥比较,节约0.52kg O2/(m3 d),节约0.838kgCOD/(m3 d),回收40.51L CH4/(m3 d),工艺取得了良好的环境和社会效益。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 胡宏博;韩洪军;张凌瀚;王煨冬;;BIOFOR生物滤池的反硝化/厌氧氨氧化协同脱氮研究[J];中国给水排水;2009年11期
2 周少奇;张鸿郭;;垃圾渗滤液厌氧氨氧化与反硝化的协同作用[J];华南理工大学学报(自然科学版);2008年03期
3 宋国梁;邓良伟;;猪场废水中氮的去除研究现状[J];家畜生态学报;2007年01期
4 齐京燕;李旭东;曾抗美;袁世斌;;基于ANAMMOX的养猪场废水亚硝化过程研究[J];中国给水排水;2007年21期
5 张树德;曹国凭;;厌氧氨氧化脱氮新技术及特点[J];河北理工学院学报;2006年04期
6 田文婷;李军;王立军;张慧;张文文;;碳氮比及pH对厌氧氨氧化与反硝化耦合的影响[J];水处理技术;2010年09期
7 叶磊;祝贵兵;伦中财;王朝旭;王衫允;冯晓娟;尹澄清;;应用分子生物学与同位素示踪技术研究厌氧氨氧化菌活性及功效[J];环境科学学报;2011年06期
8 霍守亮;席北斗;樊石磊;魏自民;刘学建;刘鸿亮;;序批式生物反应器填埋场的脱氮特性[J];环境科学研究;2007年04期
9 王如一;孙胜东;;生物脱氮工艺的发展综述[J];广西轻工业;2010年08期
10 王玫;刘艳;邓芳;吴自润;;厌氧氨氧化菌的驯化培养[J];江西化工;2010年04期
11 陈勇;许江涛;;厌氧氨氧化处理高含氮石化废水的试验研究[J];能源环境保护;2006年05期
12 刘金苓;钟玉鸣;谢志儒;贾晓珊;徐昕荣;;厌氧氨氧化微生物在有机碳源条件下的代谢特性[J];环境科学学报;2009年10期
13 高剑平;;废水生物脱氮新技术研究进展[J];广西轻工业;2010年07期
14 朱静平;胡勇有;闫佳;;有机碳源条件下厌氧氨氧化ASBR反应器中的主要反应[J];环境科学;2006年07期
15 姚厚霞;;生物脱氮技术的研究[J];贵州化工;2007年03期
16 张树德;曹国凭;张杰;熊必永;;废水生物脱氮新技术及问题[J];河北理工学院学报;2006年01期
17 李志刚;易红星;;生物脱氮技术研究进展[J];甘肃科技;2008年20期
18 李亚静;孙力平;李计元;;ANAMMOX反应器快速启动及对反硝化聚磷的影响研究[J];工业用水与废水;2006年04期
19 张蕾;郑平;何玉辉;金仁村;;硫酸盐型厌氧氨氧化性能的研究[J];中国科学(B辑:化学);2008年12期
20 胡芬;刘志辉;陈泰;;生物脱氮工艺研究进展[J];装备环境工程;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王丽娇;钟玉鸣;贾晓珊;;葡萄糖条件下厌氧氨氧化微生物利用硝酸盐作电子受体的反应特性[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
2 路青;张振贤;付秋爽;徐伟涛;党酉胜;;厌氧氨氧化工艺研究进展[A];上海(第二届)水业热点论坛论文集[C];2010年
3 沈李东;杜萍;曾江宁;徐向阳;郑平;胡宝兰;;化工污染物对椒江口潮间带沉积物厌氧氨氧化菌生态分布的影响[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
4 姜昕;马鸣超;李俊;钟佐燊;;污水人工快速渗滤系统中厌氧氨氧化菌的分子生态学分析[A];微生物与人类健康科技论坛论文汇编[C];2009年
5 林琳;曹宏斌;李玉平;;厌氧氨氧化反应器启动研究进展[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
6 赵宗升;朱霞;李小月;;与厌氧氨氧化相匹配的部分亚硝化工艺控制条件研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
7 李玉平;李海波;林琳;曹宏斌;刘晨明;张懿;;O1-A-O2(短程硝化-厌氧氨氧化-全程硝化)生物脱氮新工艺在焦化废水处理中的应用研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
8 刘杰;;亚硝化-厌氧氨氧化串联工艺处理污泥脱水液的研究[A];中国水污染治理技术装备论文集(第十七期)[C];2011年
9 李祥;黄勇;袁怡;;厌氧氨氧化反应器启动及富集培养方法研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
10 王俊安;李冬;张杰;朱兆亮;付昆明;;城市污水亚硝化稳定实现的途径探讨[A];2008年全国给水排水技术交流会暨全国水网理事会换届大会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 顾平;猪场废水厌氧氨氧化反硝化甲烷化复合工艺特征分析及应用研究[D];南昌大学;2011年
2 朱刚利;厌氧氨氧化混培物包埋固定化特性的研究[D];华南理工大学;2010年
3 张蕾;厌氧氨氧化性能的研究[D];浙江大学;2009年
4 汪涛;厌氧氨氧化工艺快速启动及菌群特性研究[D];大连理工大学;2012年
5 王俊安;厌氧好氧除磷厌氧氨氧化脱氮城市污水再生全流程研究[D];北京工业大学;2010年
6 唐崇俭;厌氧氨氧化工艺特性与控制技术的研究[D];浙江大学;2011年
7 薛源;前置式厌氧氨氧化—亚硝化MBR耦合工艺性能研究[D];大连理工大学;2010年
8 刘杰;亚硝化—厌氧氨氧化处理垃圾渗滤液一级厌氧出水的研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
9 倪寿清;厌氧氨氧化过程性能和微生物特性研究[D];山东大学;2010年
10 吴根义;畜禽养殖废水厌氧氨氧化脱氮处理研究[D];湖南农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张文燕;同步厌氧氨氧化甲烷化反硝化的工艺特性研究[D];南昌大学;2010年
2 赖杨岚;硫酸盐型厌氧氨氧化的启动特性与影响因素研究[D];华南理工大学;2011年
3 郭文龙;厌氧氨氧化在循环水水产养殖系统水处理中应用的初步研究[D];上海海洋大学;2002年
4 胡昌旭;厌氧氨氧化—短程硝化联合系统处理猪场废水研究[D];南昌大学;2012年
5 林琳;焦化废水厌氧氨氧化生物脱氮应用研究[D];广西师范大学;2010年
6 李聪;混合营养型厌氧氨氧化的基础研究[D];武汉理工大学;2010年
7 孙秀会;胶州湾养殖区沉积物厌氧氨氧化细菌的空间分布、多样性和丰度的研究[D];中国石油大学;2011年
8 郑宇慧;温度对厌氧氨氧化的影响研究[D];苏州科技学院;2011年
9 强红;厌氧氨氧化工艺的启动及其处理低碳氮比城市污水的研究[D];大连理工大学;2012年
10 马春;厌氧氨氧化工艺处理低温和高盐度废水的可行性研究[D];杭州师范大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 郝晓地;可持续废水处理法挑战传统技术[N];中国环境报;2002年
2 翁国娟;脱氮新技术助含氨废水处理[N];中国化工报;2010年
3 王准发;湖南推出猪场废水处理新工艺[N];农民日报;2004年
4 贺庆红;试析养猪环境污染的成因与防治[N];黔西南日报;2009年
5 陶秀萍;我国农业生物环境工程的第一位博士——董红敏[N];农民日报;2001年
6 景明;新区百余小村庄建起“净水站”[N];无锡日报;2009年
7 善成;无锡新区107个村庄建起污水处理站[N];农民日报;2009年
8 董仁杰;人工湿地净化机理[N];中国水利报;2010年
9 记者 呼跃军;味精行业环保达标树立典范[N];中国化工报;2011年
10 彬彬;细菌:没你想象的那么“坏”[N];科技日报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978