【摘 要】
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随着以生猪养殖为代表的规模化畜禽养殖业的快速发展,其产生的大量养殖废水给生态环境带来了严重的威胁。畜禽养殖废水因其高氮磷浓度的特点,传统的处理工艺存在氮磷去除效果不佳、流程长等问题,同时也造成了废水中氮磷等有价资源的浪费。藻菌共生体因其处理效率高、耐高浓度污染物、生物质可资源化的特点展现出极大的应用潜力,生物吸附固定化技术在废水处理中具有传质阻力较小、载体稳定、污染物去除效率高等优点,本文将吸附固
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随着以生猪养殖为代表的规模化畜禽养殖业的快速发展,其产生的大量养殖废水给生态环境带来了严重的威胁。畜禽养殖废水因其高氮磷浓度的特点,传统的处理工艺存在氮磷去除效果不佳、流程长等问题,同时也造成了废水中氮磷等有价资源的浪费。藻菌共生体因其处理效率高、耐高浓度污染物、生物质可资源化的特点展现出极大的应用潜力,生物吸附固定化技术在废水处理中具有传质阻力较小、载体稳定、污染物去除效率高等优点,本文将吸附固定化与藻菌共生体(小球藻—活性污泥)结合,研究了其在畜禽养殖废水处理中的强化效果,筛选出合适的吸附固定化载体填料,对运行参数进行了优化,研究了碱度对吸附固定化藻菌共生体脱氮除磷和藻菌生长的影响,同时在超滤工艺进一步强化处理效果的基础上,研究了碱度对膜污染的影响。主要结论如下:聚氨酯海绵(Polyurethane Sponge,PS)相比高密度聚乙烯K1填料和辫式纤维填料,PS能有效的吸附固定化藻菌,促进藻菌共生关系,增大絮体粒径,提高污染物处理效果。PS吸附固定化的共生体系相对于普通藻菌共生体系,对COD去除的影响不大,但改变了氮的分配利用形式,采用PS填料的藻菌吸附固定化系统对NH4+-N去除率达到99.81%,TN去除率58.37%,NO3--N的最终累积浓度为102.49 mg/L,TP去除率71.70%,各污染物去除率高。在处理高氮磷浓度的养殖废水时,采用PS填料强化效果更佳。选取曝气流量、藻菌接种比例、PS填充率三个参素进行正交实验优化,运用多指标综合加权评分法对多指标进行综合评价,以COD、TN、NH4+-N和TP去除率作为综合考察指标,得出影响综合污染物去除率主次顺序为:填充率>接种比例>曝气流量,最优方案为控制曝气流量为0.6 L/min,投加填充率10%的PS填料,接种藻菌比例为1:5。碱度随着藻菌共生体中硝化细菌的硝化作用都在下降,COD去除率均在85%以上,差距不大。14.28 mmol/L、7.14 mmol/L水平的碱度消耗完毕会导致p H降至7以下,NH4+-N去除率不再提升,吸附固定化藻菌体系更适应21.42 mmol/L碱度水平,Chl.a浓度最高达到34.29 mg/L,NH4+-N去除率达到99.99%,TP去除率为36.83%。35.7 mmol/L、28.56 mmol/L由于碱度过高,污泥活性降低,藻菌生物量低、生长情况差,TP去除率仅为5.23%和7.66%。综合污染物处理效果,21.42 mmol/L是更合适处理养殖废水的碱度选择。超滤工艺能有效强化出水水质,7.14 mmol/L碱度下混合液通量下降速度明显小于其他组,衰减后膜比通量为0.081,35.7 mmol/L和14.28 mmol/L碱度膜比通量分别为0.042、0.054,变化曲线接近。21.42 mmol/L碱度下过滤通量下降速度最快,最终稳定为0.037,其SMP中多糖含量最高,达到325.37 mg/L,且藻菌絮体粒径分布不均匀,膜污染最严重。碱度通过影响藻菌共生体生长情况、絮体粒径分布和SMP中多糖和蛋白质的浓度,从而导致不同碱度下膜污染程度的差异。
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