UASB处理畜禽废水的启动试验研究_马淑艳

2011年第47卷第1期AnimalProduction·动物生产————————————————————————收稿日期：2010-06-23；修回日期：2010-08-04资助项目：黑龙江省科技攻关重点项目（GB08C203）；国家科技支撑计划（2007BAD87B030、2008BAD96B02）作者简介：马淑艳（1974-），女，哈尔滨人，博士研究生*通讯作者摘要：采用UASB反应器对畜禽废水的处理进行启动试验研究，同时对影响因素进行分析，使启动运行条件进一步优化。结果表明：当进水pH为7.5时，化学需氧量（COD）去除率达到81%；当水力停留时间为12.5h时运行处理效果最佳；对外循环流量进行比较，40%能够在不流失污泥情况下得到很好的传质效果，COD去除率稳定在70%以上。关键词：畜禽废水；UASB；启动试验研究中图分类号：X703.3文献标识码：B文章编号：0258-7033（2011）01-0069-03UASB处理畜禽废水的启动试验研究马淑艳，李晶，李传举，闫立龙，张颖*（东北农业大学资源与环境学院，黑龙江哈尔滨150030）目前，畜禽养殖场废弃物已是我国许多地区的主要污染来源，且规模化畜禽养殖场绝大部分没有粪尿处理设施，少数有处理设施的养殖场采用的技术均是将粪便与冲栏水完全混合后排入厌氧消化池处理，出水中有机污染物特别是氨氮含量很高，对环境的污染十分严重[1]。针对畜禽废水的高有机物浓度、高氨氮等特点[2]，应用一体式厌氧-好氧生物膜反应器处理畜禽废水，在这两方面都得到很好的效果，并且节约了面积。一体式厌氧反应器采用上流式厌氧污泥床（即UASB反应器），其具有有机负荷率和去除率高、能够适应冲击负荷和温度、pH的变化等优点[3-5]。但由于UASB的启动运行直接关乎到好氧生物膜反应器的运行及出水氨氮去除率，因为大多数厌氧菌很敏感的特性和专性厌氧微物的酶系统对氧的极端不稳定性，厌氧系统的启动时间较长[6]，因此本试验对UASB反应器的启动进行研究，并进行影响因素分析，使启动运行条件进一步优化。本试验以猪禽废水为例，研究UASB对其处理效果。1材料与方法1.1接种污泥和试验水质试验接种污泥取自中国黑龙江省哈尔滨市文昌污水处理厂厌氧池，接种污泥为灰黑色絮状污泥，沉降性较差，混合液悬浮固体浓度（MLSS）17.9g/L。反应器接种污泥为10L。试验所用废水取自哈尔滨某养猪场，包括猪粪、猪尿及猪圈冲洗水。试验前将废水中大颗粒杂质等过滤，以防止堵塞反应器。废水中含有丰富的氮、磷、钾等营养物以及微量元素，能够满足微生物生长的需求，因此在试验过程中不需要添加其他营养物质。进水水质情况：化学需氧量（COD）：1500~5500mg/L；NH3-N：550~850mg/L；生化需氧量（BOD）：400~3000mg/L；NO3-N：15~30mg/L；TN：700~900mg/L；TP：5~17mg/L；pH：8~9；SS：200~400mg/L；NO2-N：0.1~2.5mg/L。1.2工艺装置试验装置为有机玻璃制成的圆筒式反应器。其分为上、下2个部分，下部分为UASB反应器的变形，圆桶内径为90mm，高为1700mm，总体积为15.8L，有效体积10L，在反应器的底部是一个孔板配水器。外壁缠有加热丝，反应器试验装置图如图1所示。1.3畜禽养殖业污染物排放标准本试验采用的出水排放标准为畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001），其出水化学需氧量的排放标准浓度为400mg/L，悬浮物排放标准浓度为200mg/L。2结果与分析2.1UASB反应器启动本试验污泥取自哈尔滨某啤酒厂的厌氧颗粒污泥，污泥接种量为7L。通过计量泵和调节进液阀门来控制废水进入反应器的速度，保持反应器的pH在6.8～7.2之间，温度控制在（31±1）℃。主要是通过改变进水COD浓度和HRT（水力停留时间）来提高反应器的容积负荷，研究COD的去除状况，试验分为启动、稳定运行及负荷冲击3个阶段[7]，具体运行参数如表1所示。692011年第47卷第1期动物生产·AnimalProduction表1UASB反应器的运行参数项目驯化培养阶段稳定运行阶段冲击负荷阶段运行时间/d1~130130~241241~265进水COD/（mg·L-1）600~32003200~50005000~6000COD去除率/%37.75~82.6374.81~82.5582.55~66.56容积负荷/[kg·COD（m3·d-1）]0.28~3.013.01~15.5815.58~18.7HRT/h50~2525~7.77.7进水pH7.2~7.87.0~7.87.1~7.5厌氧反应器试验运行了265d，整体运行过程中进出水COD的变化如图2所示。图2UASB反应器启动期COD