序批式生物膜法处理水产养殖废水的研究

第1卷第2期水生态学杂志Vo1．1，No．22008年11月JournalofHydroecologyNov．，2008序批式生物膜法处理水产养殖废水的研究万红，宋碧玉(1．武汉科技大学中南分校生命科学学院，湖北武汉430223；2．武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉430072)摘要：目前我国水产养殖废水直接排放的现象较多，使受纳水体富营养化和生物多样性降低；同时养殖水体中残饵、水生生物排泄物容易引起水体溶解氧下降、病原体增加并产生有害物质如氨氮、亚硝酸盐等，引起养殖对象发病甚至死亡。提出采用以组合填料为载体的序批式生物膜反应器处理水产养殖废水。通过试验确定了最佳运行模式：水力停留时问12h，其中瞬时进水一厌氧(3h)一曝气(5h)一添加原水(添加比1：3)一缺氧(3h)一曝气(1h)一沉淀(0．5h)一排水(0．5h)，并考察了试验对污染物的去除特性。试验结果表明了序批式生物膜法处理水产养殖废水的可行性，对有机物、氨氮、TN、TP的平均去除率分别为91．1％、85．1％、75．8％、89．5％，处理后出水可回用于水产养殖。关键词：序批式生物膜；水产养殖废水；脱氮除磷中图分类号：X703．1文献标志码：A文章编号：1674—3075(2008)02一oo8l一04近2O年来，集约化水产养殖带来的水质问题主要是以下几种：①有机物：养殖水体中的有机物主要由残饵、养殖生物排泄物分解产生，含量过高会造成水质恶化，导致鱼类生长缓慢、甚至死亡。②氨氮：各种水产系统表明以饲料或营养元素形式投加到养殖水体中的氮和磷只有25．O％和17．4％左右被鱼同化(侯海涛，2002)。水体中的氨主要以NH和非离子化NH2种形式存在，后者毒性更强。当NH一N浓度超过0．5mg／L时被认为对鱼有毒害作用(樊祥国，2005)。③NO：一N：NO一N对鱼类有很强的毒性，NO：一N把鱼虾血液中的亚铁血红蛋白氧化成高铁亚铁血红蛋白，而后者不能运载氧气，从而抑制血液的载氧能力造成组织缺氧，引起鱼类摄食能力降低甚至死亡。一般鱼类对NO一N的耐受浓度远低于1mL(李树国，2005)，因此应避免它在养殖水体中的积累。1材料与方法1．1试验装置试验采用序批式活性污泥法(SBR)和生物接触氧化相结合的工艺，生物膜载体为以塑料环为依托其骨架上负载着维纶丝的组合填料。试验装置见图1。反应器由有机玻璃制成，柱内径为150mm，总容积为11L，有效容积7L，其中填料及生物膜所占体收稿日期：2007一10—06作者简介：万红，1976年生，女，湖北武汉人，讲师，主要研究方向为水污染控制工程。E—mail：powawh@yahoo．com．ca积为5．5L，沉淀池为1．5L。曝气泵从填料底部进行曝气，反应器底部均匀分布3个曝气头。根据试验需要选定每1个周期总的水力停留时间及进水、厌氧、好氧、沉淀和排泥、排水时间，各阶段反应时间均由时间程序控制器完成。Notes：1．highlevelclstem；2．aerationpump；3．rotameter；4．media；5·aerationheads；6·pnmeter；7·DOmeter；8·samplingposition9．efluentoutlet；10．sludgedischargeposition；11．reactor．图1序批式生物膜法试验装置示意图Fig．1SchematicdiagramoftheexperimentalSBBRunits1．2试验用水试验用水参照梁子湖区某水产养殖水塘的水质在实验室配制而成。其中CODc为200—350mg／L；TN为l0～20mg／L；NH3一N为1～5mg／L；NO3一N为1—5mg／L；NO2一N为0．1mg／L；TP为10一l5mg／L。试验接种污泥为武昌沙湖污水处理厂二沉池的回流污泥。其性状为黑褐色的絮状体，沉降比SV30力17％，污泥浓度400mg／L。1．3最佳运行工艺及参数的确定1．3．1SBBR反应器的启动污泥培养驯化期间采取的运行方式为：瞬时进水，曝气8h，沉淀和排水82第1卷第2期水生态学杂志2008年11月Ih。2周后，填料上有稀薄的菌胶团和大量的游离细菌，但结合较为疏松。之后调整运行流程为：瞬时进水，曝气6h，厌氧3h，曝气1h，沉淀0．5h，排泥和排水0．5h。该阶段主要是培养驯化硝化菌、反硝化菌和聚磷菌。如此反复约7周后发现污泥絮凝状态良好，混合液悬浮固体浓度为2000mg／L；测得COD和氨氮去除率分别大于85％和80％；组合填料都已挂膜；生物相镜检，生物膜上有较多固着型纤毛虫如钟虫、累枝虫和轮虫、盾形虫等原、后生动物。至此培养与驯化结束，进入试验研究工作阶段。当废水水质、运行工序发生变化时，都安排3～6d的适应期。1．3．2运行模式为了在去除有机物的同时，