固定化UASB工艺处理高浓度养猪废水实验研究_李亮

147科技资讯科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION2008NO.10SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION资源与环境九十年代以来,我国的畜牧业迅速发展。目前,我国的肉类和禽蛋产量均跃居世界第一位。其中生猪产量年出栏已达6.5亿头,超出全世界产量的一半。养猪业的迅猛发展虽然为发展我国经济、提高城乡居民生活水平做出了巨大的贡献,但养殖场污染物排放带来的环境问题日趋严重。养猪污染物排放造成的环境污染问题已经成为社会关注的热点之一[1]。集约化、规模化养猪排放的废弃物具有污染严重、排放量大、排放严重超标等特点,养猪场废弃物中有机物浓度高、悬浮物多、氨氮和磷含量高、臭味大,其各项指标均已超出国家排放标准几倍甚至几十倍。这些污染物随冲洗水或雨水冲刷淋失,造成土壤、地表水和地下水污染。所以,开发经济实用、高效的养猪废水处理工艺,已经成为在大力发展养猪业同时需要迫切解决的问题[2]。厌氧发酵是养猪废水处理必不可少的环节[5]。厌氧发酵可以在微生物作用下,将废水中大量的有机物有效的去除,并能杀死虫卵、病菌,而且厌氧发酵工艺可在较低的运行成本下运行。UASB反应器是一种高效的厌氧反应器,能够在很高负荷下稳定运行[6]。反应器内形成的厌氧颗粒污泥是一个由多种微生物形成的聚集体。由于养猪废水具有有机物浓度高、可生化性好,厌氧发酵产气量大的特点。因此,在厌氧发酵过程中,容易造成颗粒污泥生长过快、容易在较高产气量的影响下缩短污泥停留时间,污泥絮体流失[3]。目前,国内外已有较多研究关于UASB反应器启动的文章,但这些研究多集中在各种工业废水和人工废水领域,所接种的污泥大都是取自生活污水处理厂或啤酒厂等。而采用固定化UASB对处理实际的养猪废水,并接种养猪场污水沉淀池污泥启动还鲜有报道。本文根据猪场粪污水中有机物浓度和悬浮物比较高的特点,采用固定化UASB反应器,在接种不同污泥的情况下,对反应器处理养猪废水的启动时间、运行效率、抗冲击性能、产气率和污泥的形成过程等进行了研究。1实验方法本实验采用的固定式UASB反应器包括以下几个部分:进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器[4]。如果考虑整个厌氧系统还应该包括沼气收集和利用系统[9]。本实验采用的两台反应器直径为200mm,高1000mm,总容积为31.4L。反应器取样口、出水口、出气口的相对高度如表1所示。该装置是用有机玻璃制作。为保持反应器内稳定的温度,在反应器的外部有同样以用机玻璃材料制成的水浴保温层。该反应器最大的特点是在颗粒污泥床和三相分离器之间增设了填料层,能够固定大量的厌氧微生物,有利于延长厌氧污泥在反应器的停留时间,提高处理效率[7]。本实验采用重铬酸钾法测试COD浓度,用碱液吸收法来测定甲烷产气量。反应器内的水力停留时间为3天[8]。2过程和数据分析2.1反应器的启动和COD的去除2.1.1反应器的启动阶段将采回的新鲜污泥浸泡在盛有低浓度人工配水的反应器中静置48h并且加入适量活性碳,水浴初始温度为20℃,之后以每天2℃的梯度逐渐升高水浴的温度,直至反应温度达到35℃为止[10]。定期测量其进出水COD,当其去除效果稳定在80%之后,逐步提高进水浓度。反应器进水方式以连续性进水为主。反应器启动初期,A、B反应器进水均采用稀释过的低浓度养猪废水。每天进水量均为2L,进水COD浓度为1500mg/L。在启动初,B反应器的去除效果低于A,其主要是由于B中接种污泥污泥颗粒化程度低;后期B的去除率提高,渐与A持平。其间逐步提高进水量到8L,进水浓度也逐步提高。在实验进行了35天后,进水COD浓度达到3500mg/L,容积负荷为1.18kg/m3.d。A、B反应器出水COD去除率均达到85%以上,B反应器中絮状污泥逐渐颗粒化,这标志着反应器已成功启动。到此提高进水的浓度,实验进行到第二阶段。2.1.2反应器稳定运行阶段该阶段保持每天的进水量均为8L,水浴温度恒定为35℃,进水COD浓度从3500mg/L逐步提高到7000mg/L,此阶段实验进行了25天,期间进水COD浓度不断提高,每次COD浓度增加量为500mg/L～1000mg/L。从图3可以看出,在进水浓度的提高时期,A、B反应器的处理效率均出现先降低后升高的波动。但在进水COD稳定之后,均能保持较高的去除效率这个阶段COD去除率A、B反应器最高分别为90.2%和88.9%。由此可以看出,COD去除率能够在某一稳定浓度进水持续一段时间之后达到较好效果。此阶段B的去除率略低于A。固定化UASB工艺处理高浓度养猪废水实验研究李亮李平童蕾刘琨(中国地质大学环境学院湖北武汉430074)摘要:采用啤酒厂活性污泥与猪场废水沉淀池底泥,利用UASB厌氧反应器同步处理高浓度养猪废水,比较了两组反应器启动阶段、