交替AO工艺处理养猪废水脱氮研究

第31卷第2期2011年4月东北电力大学学报JournalOfNortheastDianliUniversityV01．31．No．2Apr．，2011文章编号：1005—2992(2011)02—0032一o4交替A／O工艺处理养猪废水脱氮研究施云芬，一，战祥轩3，刘景明，2(1．东北电力大学化学工程学院，吉林吉林132012；2．城市水资源开发利用(北方)国家工程研究中心，黑龙江哈尔滨150090；3．同济大学土木工程学院，上海200092)摘要：采用交替A／O工艺处理养猪废水。进行硝化菌与反硝化菌的培养、驯化；交替阶段厌氧和好氧段各自运行的最佳时间的确定；交替A／O工艺对NH，一N、TN、NO一N的去除情况以及交替A／O工艺对养猪废液脱氮机理的研究。结果表明，A段运行2．5h，O段运行时间为2h，交替13．5h即3个交替过程后，NH3一N的去除率为6O．44％，总氮去除率为56．37％，NO3一N去除率22．35％。交替A／O工艺脱氮的去除率突破了传统A／O工艺脱氮的去除率的理论限制，对脱氮机理理论研究有重大的贡献。关键词：养猪废水，交替A／O工艺，脱氮中图分类号：X703文献标识码：A养猪场排放的大量废水，大多未经妥善回收利用与处理即直接排放，对环境造成严重的污染⋯。猪场废水具有高有机质浓度、高氨氮、高悬浮物等特点-4】，目前养猪废水脱氮工艺，有传统的“三段式”污水生物处理工艺(固液分离一厌氧处理一好氧处理)、MBR(离心一厌氧一好氧一膜)、改性沸石吸附脱氮、电化学氧化法脱氮l5I9等处理方法各自都存在不足之处，目前均没有得到大范围推广。本研究采用交替A／O工艺对养猪废水氨氮去除研究，找到最优的去除条件，以达到节能降耗的目的。对该废水处理工艺机理研究，在节省能源的情况下，能够实现有效消除养猪有机物废水中的有机物对环境的污染，具有十分重要的意义。1材料和方法1。1试验装置试验的装置见图1。交替A／O反应器容积为10L，以粘砂为微孔曝气头材料，采用鼓风曝气，在厌氧段开启保持泥水混合均匀的搅拌器，交替A／O反应器内设有加热棒，由温控仪及温度传感器控制温度。1．2试验污水来源和水质本试验处理废水是吉林一养猪厂干清粪冲洗废水经UASB处理后的废水，NH，一N为179．14mg／L；TN为200．57mg／L；NO3一N为21．43rag／L；pH为8．591．铁架台2．交替A／0反应池3．JJ一1精密定时电动搅拌器4．微孔曝气头5．AC0-280电磁式空气压缩机图1试验装置图收稿日期：2011—01—14基金项目：吉林省环保厅科研项目(吉环科字2009—13号)作者简介：施云芬(1964一)，女，吉林省吉林市人，东北电力大学化学工程学院教授，研究方向：废水处理．第2期施云芬等：交替A／O工艺处理养猪废水脱氮研究331．3试验仪器UV·Vis2550型紫外可见分光光度计(日本，岛津公司)；GZX·9140ME数显恒温烘箱(上海博迅实业有限公司医疗设备厂)；721分光光度计(上海欣茂仪器有限公司)；电子天平(天津市天马仪器厂)；JJ一1型精密定时电动搅拌器(功率25w，金坛市江南仪器厂)；电磁式空气压缩机(功率280W，排气量200L／min，上海手术器械厂)。实验所用试剂均为分析纯。1．4试验方法试验测定项目：pH：采用精密酸度仪pH计FE20测量；NH，一N：采用纳氏试剂分光光度法测量；NO；N：采用紫外分光光度法测量。试验方法：利用曝气机交替开停，使系统交替处于0段(好养)和A段(缺氧)状态，进行硝化和反硝化。2结果与讨论2．1硝化细菌培养与驯化硝化细菌培养取吉化公司污水处理厂活性污泥并保持污泥浓度6—7g／L为菌种，配养猪场废水COD500—600mg／L；氨氮150—200rag／L；碱度15—20mmol／L，在曝气池中进行曝气培养活性污泥约l2d，NH一N的去除率保持在20％左右，去除率最高达56．3％，停止曝气0．5h，待沉淀后去除上清液进行硝化细菌的驯化。硝化菌的驯化是把培养好的活性污泥和养猪废水按20％—O％—0％—渴0％--*100％的比例来添加曝气池进水，每3天改变一次，直到活性污泥完全适应该废水，即氨氮去除率达到60％一70％。驯化后硝化菌，污泥外观呈现黄褐色，矾花絮体变大，具有良好的沉降性能。温度对硝化菌和反硝化菌的生长影响较大，低温会使反应速率急剧下降。实验过程中水温不能低于25℃，0段控制溶解氧0．15mg／L左右，A段搅拌转速200—210rad／min。2．2交替A／O段时间的确定将驯化好的污泥沉淀O．5h后，将上清液取出留3L污泥，加入3L养猪废水和3L清水，进行缺氧反应，让NO，一N转化为N来减少NO，一N含量，使系统重新恢复健康状态。然后重新进行正交试验，每天早上将其进行换水换掉4．5L上清