ASBR—SBR工艺处理养猪场废水

第25卷第4期重庆环境科学2003年4月ASBRSBR工艺处理养猪场废水赵晨红(太原理工大学环境工程系，太原030024)摘要：在实验室条件下，利用两个序批式反应器，即厌氧sBR一好氧sBR系统对养猪场废水进行生物处理以去除其有机碳和氮，周期长度为24小时。在厌氧反应器中，流人的是原废水和好氧反应器的部分出水回流液，有机碳的厌氧分解伴随着反硝化过程。在好氧反应器中，更多的有机碳被去除，氨主要氧化成亚硝酸根，当混合液溶解氧浓度很低时，在好氧反应器中的进水阶段也有反硝化现象。测试了从1到3的3个循环比条件下的出水情况，在不同的测试条件下整个过程的平均表现为：T0C去除81—91，TKN去除85—91。最初使用的是低的循环比，出水中仍含有1O一28的TKN，循环比R越高，TN的去除率越高，最终出水中N0x一一N的浓度越低。关键词：厌氧消化；反硝化作用；硝化作用；养猪场废水；序批式反应器中圈分类号：X52文献标识码：B文章编号：1001—2141(2003)4—0036一O3养猪场废水主要是猪的排泄物(猪尿及部分猪粪)和猪舍冲洗水的混合物[1]。该类废水有机物浓度高，悬浮物多，氨氮含量高，臭味大。养猪场废水的处理主要采用活性污泥法，此法去除CoD、悬浮物较好，去除N、P较差，且停留时间长。氨氮是水体富营养化和环境污染的一种重要污染物质，去除氨氮的根本途径在于通过好氧条件下发生的硝化过程将NH转变成NOx一，再通过缺氧或厌氧条件下发生的反硝化过程将NOx一转变成N。排人大气中，实现氮元素的循环和氨氮的无害化[2]。本研究在实验室条件下，利用两个序批式反应器，即厌氧SBR一好氧SBR系统对养猪场废水进行生物处理以去除其有机碳和氮，取得了令人满意的效果。l材料与方法1．1废水水质养猪场废水是由实验室邻近的养猪场提供的。首先把废水通过直径lmm的网眼进行筛滤，并将其以11000转／分钟的速度离心l5分钟，以去除该废水中大部分的悬浮固体。表l列出了经过以上初步处理之后得到的上层清液成分的平均值。1．2实验装置和工艺流程实验装置和工艺流程如图1所示。由图1可看出，进入厌氧SBR反应器的是经过初收稿日期：2003—01—16作者简介：赵晨红(1974一)，女，1999年研究生毕业于太原理工大学．现从事建筑给水排水工程的教学和科研工作。表1经过滤和离心之后的养猪场废水水质的平均值廉废水厌氯翱E反应■好蕾sIB反应■砖化出水图1实验装置步处理后的原废水Q。和好氧SBR反应器的部分出水回流液Q。，厌氧反应器的有效容积为1．5升，接种实验室处理酒厂废水的0．75升厌氧污泥，温度保持恒定35C。厌氧反应器的出水Q。+Q流入好氧SBR反应器，本研究采用两个好氧反应器，一个有效容积为1．5升，用于当废水流量为0．1L／d时的情况，当系统的有机碳负荷加倍时，使用另一个有效容积为3升的反应维普资讯http://www.cqvip.com4期赵晨红：ASBR-SBR工艺处理养猪场废水器，这两个好氧反应器由另一个室温下处理养猪场废水的硝化反应器里的污泥接种，反应温度为周围环境温度2O一22℃，由空气压缩机提供曝气，混合搅拌靠一个转速为700转／分钟的磁性搅拌器完成。好氧反应器内的已进行充分反应的硝化液的一部分Q回流至厌氧反应器，其余的好氧出水Q排掉。两个反应器的周期长度为24小时，最小反应时间是22小时。进水时间取决于采用的循环比R，其中R—Q／Q，Q和Q分别是原废水流量和回流的硝化液流量。表2详细列出了不同实验条件下的五个阶段。裹2在不同的废水流量和循环比条件下的五阶段2结果和讨论2．1厌氧反应器启动——为了使接种的厌氧污泥适应养猪场废水的厌氧分解，最初进水为酒厂废水(100一0)和养猪场废水(O一1o0)的混合液，最终酒厂废水全部被养猪场废水代替以启动反硝化过程。运行——进入厌氧反应器的是原废水Q和部分回流的硝化液Q(来自好氧反应器)。在研究的所有负全反硝化，尤其是Q的进水阶段，绝大部分的NOx一(主要是NO一，占全部NO一数量的约97)就都被除去了，同时观察到相应挥发性脂肪酸减少了，氧化还原电位增加了(从一350mv到一112mv)，之后氧化还原电位又开始下降，当下降到约一300mv值时约需3小时，这是一个有助于产甲烷的环境。尽管在NO一的减少过程中会消耗TOC，但TOC浓度在进水之前和之后没有太大改变，可能是由于VSS的水解作用，补充了消耗的溶解TOC。产气贯穿了整个厌氧反应过程，测得产生的气体由N(70)CH(27)CO(3％)组成。N的充足表明反硝化是该系统发生的主要生物过程，CH的存在表明厌氧消化伴随反硝化一起发生，两个过程都促进了TOC的去除。在厌氧SBR反应器中，气体的组成成分和NOx—N负荷率之间有一个关系。最初在进水中存在有高浓度的NO一和NO。一