延边养猪业污染现状及治理技术的研究

发布时间：2020-07-11 15:31

【摘要】：农业是我国经济发展的重要组成部分,但随农业的发展,对环境造成的污染却成为一个长期的隐患。在诸多农业环境问题中,以养猪场为代表的畜禽养殖业对环境的污染不容小觑。养猪场废水具有NH4+-N浓度高,C/N低,BOD5浓度高等特性,不合理的排放会触发传染病的流行,以及水体富营养化,水中硝酸盐及亚硝酸盐等含量的增加,威胁附近居民生命。现阶段,常用养猪场废水处理方法有厌氧处理、好氧处理及厌氧好氧组合处理等。但传统养猪场废水处理手段存在操作管理繁琐、稳定性差、污水停留时间长、占地面积大等缺点。而固定化微生物技术因其具有的独特处理特性,成为国内外畜禽养殖废水处理领域较优的选择。鉴于此,本研究利用固定化微生物技术处理养猪场废水,调查分析不同载体填充率、水力停留时间(HRT)及C/N等运行条件下,固定化微生物技术的处理性能;其次,结合上述单因素实验结果及响应面分析方法的基本原理,进行3因素3水平正交实验,从而优化系统运行条件,分析各个因素之间的交互作用;再在最优条件下对养猪场废水进行处理,并分析系统内微生物群落结构,以此,了解系统处理特性与系统内微生物群落结构变化;最后结合目前延边地区养猪业发展及污染现状,分析该技术在延边地区养猪业的推广应用性。通过研究本文得到以下几方面结论:1)以载体填充率、HRT及C/N为变量,了解不同条件下固定化微生物技术对养猪场废水处理特性结果,载体填充率20%时,系统内载体微生物浓度达到最大值47mg/PUFcm3;而HRT为24h、C/N为5时,TN去除率最优。2)响应面实验结果固定化微生物技术对养猪场废水ITN去除最优运行条件为HRT为27.5h、载体填充率为25%、C/N为5.48。此时,TN去除率预测值为79.73%,实测值为74.81%,预测值与实测值无显著差异,模型可有效预测TN去除率。在本研究所取3因素中,对TN去除率的影响依次为载体填充率C/NHRT。3)高通量测序结果,随系统的运行,系统中微生物群落多样性有所降低,而反硝化池微生物群落多样性普遍高于硝化池。变形菌门与拟杆菌门,Betaproteobacteria,Hydrogenophaga与Flavobacteriu 是固定化微生物技术处理养猪场废水的优势菌门、菌纲及菌属。4)微生物群落功能预测结果,系统中微生物群落功能主要以“氨基酸代谢(amino acid metabolism)”,“碳水化合物代谢(Carbohydrate Metabolism)”和“能量代谢(Energy Metabolism)”等“代谢(Metabolism)”为主,但5组样品间微生物群落功能无显著差异。随系统的运行,与氮转化相关酶增加,系统微生物群落氮转化能力得到加强。5)2008年-2017年间延边地区养猪业前期呈上升趋势,在2010年达到最高值,而2011年达到近10年的最低值,之后缓慢增加并逐渐趋于稳定,到2017年达到33.96万头。而近10年养猪业在延边地区畜禽养殖业中的占比大体呈先下降后上升趋势,在2017年养猪业占比增加显著,达到畜禽养殖业的20.36%,仅次于肉牛养殖业成为延边地区主要的畜禽养殖品种。6)2017年全州养猪业粪尿产生量为341.95 kt,BOD5、COD、TN和TP的产生量分别为6772.98t、7262.04t、1379.5t和459.05t。延边地区各县(市)中敦化市粪尿产生量及各种污染物产量最多,占全州的30.2%;而图们市最少,仅占全州的5.3%,其他县(市)差异不显著。经处理后全州养猪业COD排放量为2302.79t,TN排放量为347.49t,利用固定化微生物技术处理养猪场废水可显著降低污染物的排放量。
【学位授予单位】：延边大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X713
【图文】：

图２固定化小块前后对比逡逑Ｆｉ．邋２邋Ｔｈｅ邋ＰＵＦ邋ｃｕｂｅｓ邋ｏｆ邋ｂｅｆｏｒｅ邋ａｎｄ邋ａｆｔｅｒ邋ｉｍｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ逡逑

技术路线图

不同载体填充率条件下COD去除率

【参考文献】

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1 袁炳楠;董其飞;陈成;郭明辉;;纳米磁性载体在固定化漆酶技术中的应用[J];安徽农业科学;2015年18期

2 邵振润;;提高我国农药利用率的主要措施与对策[J];山东农药信息;2014年02期

3 刘永;金英姬;严昌国;王明建;;吉林省汪清县畜禽粪便污染及防治措施[J];安徽农业科学;2013年18期

4 徐特秀;卞志浩;;禽畜粪便处理与资源化利用技术研究进展[J];污染防治技术;2013年03期

5 王令;王文杰;高振记;刘晨峰;刘柏音;;农业面源污染防治的经济学手段研究综述[J];环境与可持续发展;2013年03期

6 马明广;魏云霞;赵国虎;尚琼;孙看军;;聚氨酯大孔载体固定化微生物对不同C/N微污染废水好氧脱氮[J];安徽农业科学;2013年09期

7 廖青;韦广泼;江泽普;邢颖;黄东亮;李杨瑞;;畜禽粪便资源化利用研究进展[J];南方农业学报;2013年02期

8 王静萱;李军;张振家;赵白航;刘伟岩;;固定化包埋颗粒对二级出水深度脱氮特性研究[J];环境科学学报;2013年02期

9 梅瑜;陈雪松;;固定化微生物处理猪场废水消化液有机物降解试验[J];浙江树人大学学报(自然科学版);2012年03期

10 蒋恩臣;赵创;许细微;杜衍红;熊磊明;陈亮广;;鸡粪热解特性与动力学分析[J];农业机械学报;2012年06期

本文编号：2750591