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固化微生物處理規(guī)?；B(yǎng)豬場廢水的試驗(yàn)研究

文檔作者：吳曉梅葉美鋒吳飛龍林代炎文檔來源：福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年07月31日
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固化微生物處理規(guī)?；B(yǎng)豬場廢水的試驗(yàn)研究
吳曉梅葉美鋒吳飛龍林代炎
(福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程技術(shù)研究所福建福州3500031
摘要利用聚乙烯醇、海藻酸鈉和活性炭等作為固化載體材料．制備芽孢桿菌為主的固化微生物．用于處理規(guī)模化養(yǎng)豬
場廢水，以廢水中COD、氨氮和總磷去除率為指標(biāo)考察不同曝氣方式對固化微生物凈化水體的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明．在常溫條
件下，固定化微生物投加量109·L～、曝氣時(shí)間6h，間歇式曝氣時(shí)間比為l：2時(shí)，經(jīng)過21d的處理，廢水COD、氨氮和總磷的去除
率分別可達(dá)83．1％、88．6％和45％，最終出水cOD和氨氮濃度為292．5mg·L一和77．9mg·L一，符合《畜禽養(yǎng)殖廢水排放標(biāo)準(zhǔn)》
(GBl8596—2001)中COD和氨氮的排放值。
關(guān)鍵詞養(yǎng)豬廢水固化微生物氨氮曝氣
中圖分類號：X71 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672—9064(2017)01一014—02
隨著規(guī)?；B(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展．養(yǎng)殖業(yè)帶來的污染排放問題
日漸凸出．特別是以COD和氨氮濃度居高的養(yǎng)豬場廢水[1。。
據(jù)統(tǒng)計(jì)．2010年畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的COD含量達(dá)到1268萬
t．約占全國COD排放總量的42％盼”。由于養(yǎng)豬廢水經(jīng)過厭
氧發(fā)酵處理．碳氮比較低．用傳統(tǒng)的活性污泥法處理很難達(dá)
到排放效果．用物理化學(xué)方法費(fèi)用較高．不適合大規(guī)模化養(yǎng)
豬場廢水的批量處理。因而，規(guī)?；B(yǎng)殖場廢水的有效、經(jīng)濟(jì)
處理．成為我國農(nóng)業(yè)污染治理的重點(diǎn)．也是推進(jìn)農(nóng)業(yè)循環(huán)發(fā)
展的關(guān)鍵。固化微生物技術(shù)是將微生物固定在載體上(如硅
膠、活性炭、硅藻土、石英砂等口3)，使其高度密集并保持其生
物活性功能．在適宜的條件下增殖以滿足應(yīng)用之需的技術(shù)【6]。
該技術(shù)可將篩選出的優(yōu)勢菌種或微生物加以固定，從而構(gòu)成
一個(gè)高效的廢水處理系統(tǒng)。固化微生物技術(shù)具有效率與穩(wěn)定
性高、操作簡單、占地面積少、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)，通過聯(lián)合
適當(dāng)?shù)乃幚砉に嚕畬σ?guī)?；B(yǎng)豬場廢水治理有巨大潛力．
經(jīng)固化微生物處理后的廢水還可以直接用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[瑚]。
為了該技術(shù)在養(yǎng)豬場廢水中運(yùn)用推廣．研究固化微生物在不
同工藝下對廢水的處理效果也是十分必要的。
本文選取福清市某豬場經(jīng)過干清糞工藝產(chǎn)生的養(yǎng)豬場
廢水為研究對象．研究在不同處理工藝下，固化微生物對沼
液廢水中COD、總磷、氨氮的去除效果，為固化微生物運(yùn)用
于畜禽養(yǎng)殖污水深度處理提供科學(xué)依據(jù)。
1材料與方法
(1)試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)。2016年4月至2016年5月，試驗(yàn)
在福建省農(nóng)科院試驗(yàn)基地進(jìn)行。
(2)試驗(yàn)材料。①試驗(yàn)廢水來自福建省福清市某規(guī)?；?
養(yǎng)豬場．其主要污染物濃度見表l。②固化微生物材料：固化
微生物由海藻酸鈉、聚乙烯醇(PVA)、芽孢桿菌、活性炭等材
料制備．外觀為淺棕色．表面較為光滑，每個(gè)顆粒約為2～
3cm。③試驗(yàn)水槽5個(gè)，規(guī)格：30cm×21．6cm×18．5cm、爆氣機(jī)
若干，曝氣機(jī)功率為2．5W。
(3)試驗(yàn)方法。試驗(yàn)采用箱體水槽，設(shè)5個(gè)處理組，其中
I為空白對照。Ⅱ?yàn)槠貧馓幚韺φ?，不同曝氣方式設(shè)置3個(gè)
表1供試廢水的特性
分別為Ⅲ、Ⅳ、V。每個(gè)水槽水中裝入6L廢水．其中Ⅱ～V各
放人l臺爆氣機(jī)．除r空白I和V外．其他各組都采用間歇
式曝氣，Ⅲ～V分別加入609固化微生物(109．L一1)，混合均
勻．試驗(yàn)在常溫條件下進(jìn)行。Ⅱ和Ⅲ曝氣與不曝氣時(shí)問比例
為1：1、Ⅳ曝氣與不曝氣時(shí)間比例為1：2、V曝氣與不曝氣時(shí)
間比例為2：1。每3d分別測定水體中的COD、pH、D0、氨氮
及總磷．試驗(yàn)周期為21d。
(4)監(jiān)測和分析。受試液檢測水體相關(guān)參數(shù)(包括COD、
pH、D0、氨氮及總磷)。COD采用重鉻酸鉀滴定法(GBll914—
89)測定；TP采用鉬銻銨分光光度法(GBll893—89)測定；氨
態(tài)氮用納氏試劑光度法測定；D0用便攜式溶氧儀測定、pH
值及水溫現(xiàn)場測定。
2結(jié)果與分析
(1)不同處理模式對養(yǎng)豬廢水COD的去除效率見圖1。
圖l為不同處理養(yǎng)豬廢水對COD的去除效果．從圖中
可以得出，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和V處理的COD去除率都大于對照處
理I，其中處理Ⅳ的COD去除率最高．為83．1％．處理完出
水COD降為292．5mg·L—l。其中，Ⅲ處理對養(yǎng)豬場廢水COD
去除率略高于Ⅱ處理．2者COD去除率分別為79．2％和
78．9％，表明在同樣曝氣方式下．添加固化微生物有利于降解
廢水COD。另外．對
于同樣固化微生物處
理的Ⅲ、Ⅳ和V．COD
去除率都達(dá)到了
75．0％以上．當(dāng)曝氣與
不曝氣時(shí)間比例為l：
2時(shí)．對養(yǎng)豬場廢水
COD的去除率最高．
¨?-¨
圖1 不同處理組對養(yǎng)豬廢水COD
的去除效果
項(xiàng)目來源：大中型養(yǎng)殖場廢棄物污染減量化與資源化利用技術(shù)研究與示范(2012BADl4815—1)；福建省科技重大專項(xiàng)(2013Yz0001—1)
作者簡介：吳曉梅(1988～)，女，碩士研究生，研究實(shí)習(xí)員，主要從事畜禽養(yǎng)殖污水循環(huán)利用及有機(jī)廢棄物農(nóng)業(yè)資源化利用研究。
通信作者：林代炎(1963～)，男，研究員，主要從事畜禽養(yǎng)殖污水循環(huán)利用及有機(jī)廢棄物農(nóng)業(yè)資源化利用研究。
萬方數(shù)據(jù) 2017，N07 薰
主要是因?yàn)楣袒⑸镏械木鸀樾柩趸蛘呒嫘詤捬蹙海?
足的溶解氧對好氧菌的生存是必要的．但是過量的曝氣對微
生物去除COD的作用并不大．而且由于過量的曝氣導(dǎo)致固化
顆粒相互碰撞頻繁，容易導(dǎo)致顆粒破損，影響廢水處理效果【10j。
除了對照處理外．其他各處理。養(yǎng)豬廢水最終COD濃度
低于400mg．L～，符合《畜禽養(yǎng)殖廢水排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl8596—
2001)對COD的規(guī)定值。
(2)不同處理模式對養(yǎng)豬廢水氨氮的去除效率見圖2。
規(guī)?；B(yǎng)豬廢水
中的氮主要來自于生
豬的排泄物．氮形式主
要分為有機(jī)氮和氨氮．
硝酸鹽氮及亞硝酸鹽
氮存在量相對較少[11、。
圖2不同處理養(yǎng)豬廢水氨氮去除效果有機(jī)氮的降解，必先經(jīng)
水解氨化(Amwonmcatio)成為氨氮，與原廢水中的氨氮一并
由好氧或兼性好氧細(xì)菌進(jìn)行硝化作用(NiIri6cation)，一部份
合成為細(xì)胞．另一部份則由硝化菌氧化為亞硝酸鹽，繼而氧
化為硝酸鹽[12]。經(jīng)硝化后的硝酸鹽在缺氧狀態(tài)下，再借由脫
硝菌的作用還原成氮?dú)狻Ｒ萦诖髿庵?，予以去除?
圖2為不同處理養(yǎng)豬廢水氨氮去除效果．從圖中可得各
處理氨氮去除率為Ⅳ>V>Ⅱ>Ⅲ>I，Ⅳ處理對養(yǎng)豬廢水氨
氮的去除率最高可達(dá)88．6％，最終出水氨氮濃度為77．9mg．
L—1．對照處理的氨氮去除率最低為42．4％，氨氮濃度為
393．52mg．L-，。除了對照處理，其余各處理對氨氮的去除率較
為接近．整體上加固化微生物的Ⅳ和V處理對氨氮去除率效
果更好．可能是因?yàn)樘砑拥墓袒⑸镏兄饕木鷮贋檠挎?
桿菌(bacillus)，芽孢桿菌具有較強(qiáng)的有機(jī)質(zhì)、氨氮分解能力，
可利用水中的有機(jī)質(zhì)、氮源，進(jìn)行增殖，并釋放出高活性的分
解酵素．將難分解的分子物質(zhì)分解成可利用的小分子物質(zhì)，
從而達(dá)到凈化廢水的目的。處理完Ⅳ和V處理氨氮濃度都可
以達(dá)標(biāo)排放。但從經(jīng)濟(jì)和實(shí)用性考慮，Ⅳ處理模式相比而言
更好。
f3)不同處理模式對養(yǎng)豬廢水總磷的去除效果見圖3。
圖3為不同處理養(yǎng)豬廢水總磷的去除效果，從圖3可知
各處理總磷去除率趨勢為：Ⅳ>V>Ⅲ>Ⅱ>I，各處理對總磷
的去除率都低于50％．其中Ⅳ處理的總磷去除率最大為
45．3％，出水時(shí)總磷濃度為10．8mg·L～，對照處理I的總磷去
除率最低為10．9％，出水總磷濃度為17．6mg·L～，各處理出水
總磷濃度都未達(dá)標(biāo)(8mg．L一-)。表明曝氣處理或者固化微生
物處理對廢水的總磷
去除效果不佳．但是可
以大大降低后續(xù)除磷
處理的負(fù)荷壓力。
3 結(jié)論_ -
·。¨¨川一-¨¨--一-¨¨?1¨¨l-。’㈨-r¨¨?一‘“¨¨-一’“¨¨·-?¨¨+¨¨¨．‘¨¨"?‰r?！?。Ⅶ一·。?！隿-”‘。¨¨}-?¨?！?㈨一?¨¨??‘‘。’¨¨J·’’㈨?！?#168;¨-。+。¨¨”’‘¨¨1‘。'l
(上接第13頁)
(1—2) Seareh Algorithm．Inforrnation sciences，2009，179(13)
6雷蕾．人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在大氣污染預(yù)報(bào)中的應(yīng)用研究．北京工業(yè)大學(xué)， 9 范煒鋒．萬有引力搜索算法的分析與改進(jìn)．廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，
2007 2014
7 彭菊萍．基于MATLAB的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)改進(jìn)算法研究．黑龍江科技10王頂．大慶市PMl0污染預(yù)測的研究．西安：西南交通大學(xué)，2011
信息，2014(6)

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