生物脱氮新工艺过程中UASB工艺研究_朱杰

随着养殖业的迅速发展，养殖废水污染越来越严重，养殖废水具有典型的“三高”特征（COD3000～12000mg·L-1，氨氮800～2200mg·L-1，SS超标数10倍）[1]。限于养殖业是薄利行业，现有处理工艺仅针对有机物去除，而对氨氮去除尚存在很大的技术经济难度，进而成为其达标排放的主要限制因素[2]。本文首次提出并开展了“UASB+SBR短程硝化+厌氧氨氧化+土地系统”组合处理工艺研究，通过大量试验、理论分析及GA-BPNN神经网络模拟，验证了该工艺达标排放的高效可行性，为进一步工程推广应用提供一定的理论依据。养殖废水成份复杂、水质水量波动大、COD浓度较高且存在部分有机氮，此类物质的有效降解和转化是开展后续脱氮工艺的前提和关键[3]。本试验选用UASB工艺对高浓度养殖废水进行前期厌氧处理，通过试验确定了在氨化及去除有机物结合条件下UASB的各最佳运行参数，为后续处理工艺及神经遗传算法提供依据[4]。1试验方法1.1试验装置试验采用一有机玻璃制成的UASB反应器模型，结构如图1所示。UASB反应器分三相分离器、悬浮层区和泥床区三个部分，反应器尺寸为300cm×150cm×1100cm，沉淀区容积9.5L，反应区容积40L，反应器总容积49.5L。反应器通过温控仪进行温度控制。废水通过计量泵由底部进入反应器，出水经反应器顶部溢流至收集槽。产生的沼气在通过水封后，进入湿式气体流量计，计算产气量。1.2废水来源与水质水量试验进水取自成都市金正生猪养殖场经筛网过滤后混合排放水。该猪场常年存栏3000头，平均每天排水377m3，废水主要为冲栏废水，属于四川地区典型规模化猪场。猪场采用水泡粪清粪方式，污水量较大，粪、尿、污水混合。试验进水水质参数指标见表1所示。表1进水水质指标Table1WaterqualityofinfluentNH4+-N/mg·L-1SS/mg·L-1pH浊度/倍800～12001500～30006.8～7.5>100COD/mg·L-14000～8000��������������������������图1UASB试验装置示意图Fig.1UASBTestsystemsketch生物脱氮新工艺过程中UASB工艺研究朱杰，张成甫，房景燕，付永胜（西南交通大学环境科学与工程学院，四川成都610031)摘要:以典型高浓度养殖废水为研究对象,采用UASB工艺作为其生物脱氮新工艺过程中的前期厌氧处理工艺,通过试验确定其最佳水力停留时间为1d,有机负荷为6.0kgCOD·m-3·d-1,并在此基础上对pH、温度、进水浓度等水质指标对系统最终去除效果及产气量的影响进行了分析,以期为后续工艺、神经网络模拟及“UASB+SBR短程硝化+厌氧氨氧化+土地系统”组合新工艺的工程推广应用提供一定的理论依据。关键词:UASB工艺;高浓度养殖废水;去除率;氨氮递增率;产气量;新组合工艺中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1000-3770(2008)07-058-04收稿日期：2007-11-19基金项目：国家社会科学基金“流域水环境预警及容量分配研究-以沱江流域为例”项目（07CJY027）作者简介：朱杰（1979-），女，博士，副教授，主要从事污水脱氮处理技术研究；联系电话：13880618382；Email：zhujie0805@163.com。第34卷第7期2008年7月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.34No.7Jul.,200858DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2008.07.0201.3监测分析项目在线监测项目有DO、pH和温度。DO和温度：YSIMODEL50B溶氧仪；pH及氧化还原电位：ZD-2型pH计；COD、NH4+-N、亚硝态氮、MLSS、SS、SVI、污泥相等参照标准分析方法进行监测分析[5]。1.4试验方案首先经过污泥接种、驯化，培养出高效产甲烷菌及厌氧氨化菌群；在维持进水COD、MLSS、温度及氨氮浓度基本稳定的情况下，运行一定周期，确定UASB最佳有机负荷（OLR）；并在此基础上，验证进水pH、浓度、温度对运行效果及系统产气量的影响，从而确定UASB部分最佳运行参数，并加以理论分析。2结果与讨论2.1污泥培养及驯化试验UASB反应器的污泥种泥取自成都市三瓦窑污水处理厂浓缩池，呈灰黑色，污泥性状一般，悬浮絮状污泥较多。驯化方式采用接种驯化法，先后经历启动初期、提高负荷期及满负荷期。经过近90d的驯化培养，COD去除率稳定在80%左右，氨氮递增率稳定在15%左右，至此表明UASB系统启动顺利完成。2.2最佳运行条件2.2.1有机负荷(OLR)的影响有机负荷反应了系统内微生物数量与营养需求之间的关系。试验在温度为38℃，pH为7.