厌氧消化-SBR工艺处理养猪场废水及工艺最优化的研究

摘要

本论文的工作主要是，在分析养猪场废水有机物及氨氮浓度都很高的特点及现有处理工艺优缺点的基础上，选择厌氧消化-SBR-混凝沉淀工艺处理养猪场废水。采用ASBR反应器完成对养猪场废水的厌氧消化，去除一部分有机物，并同时转化一部分难生物降解的有机物，保持废水较高的可生化性，之后采用SBR反应器完成对厌氧消化液的生物降解，废水排放前用混凝沉淀的方法进一步改善水质。 在ASBR反应器每次进水量和排水量不大于其有效容积70﹪的前提下，研究了反应器厌氧搅拌段的时间对污水可生化性和对后续SBR脱氮处理效果的影响，结果表明，厌氧搅拌36h的污水既保持了较高的可生化性，出水BOD5/CODCr保持在0.4左右，又能在后续SBR处理中取得较好的脱氮效果，经SBR反应器处理后出水NH4+-N<10mg/L。 在处理负荷相同的基础上，研究了SBR在三种不同运行方式下对有机物及氨氮的去除效果，以间歇曝气方式运行的SBR工艺能及时利用反硝化去除一部分硝化反应生成的Nox--N，既提高了系统对TN的去除率，也达到了减少后续硝化反应阻力的目的，脱氮效果最好。并进一步结合微生物脱氮及去除有机物的规律，研究了以间歇曝气方式运行的SBR反应器脱氮及去除有机物的运行规律，在此基础上确定SBR反应器的最优运行工序为：限制性曝气进水40min，DO浓度达到2mg/L以上分二次曝气8h，沉淀排水40min。在此最优运行工序条件下，SBR工艺取得了较好的去除有机物及脱氮的效果，出水NH4+-N浓度小于10mg/L，对CODCr的去除率也在85﹪以上。 养猪场废水在SBR反应器的脱氮过程中发生了NO2--N的积累，说明养猪场废水的脱氮过程是通过短程硝化反硝化实现的，进一步研究了改变温度、容积负荷、曝气量、pH值及NH4+-N浓度等实验操作条件对短程硝化反硝化的影响，指出养猪场废水SBR处理过程中较高的游离氨浓度和pH值是本次实验中短程硝化反硝化得以实现的原因。 SBR反应器出水中仍含有部分难生物降解的有机物质，研究采用通过添加高分子混凝剂聚合硫酸铁（PFS）溶液的方法来改善出水水质。通过实验确定了PFS混凝操作的最优工艺条件。养猪场废水经厌氧消化-SBR-混凝沉淀工艺处理后，出水完全达到排放标准的要求。