养殖废水的曝气过滤生物处理试验研究

发布时间：2020-08-27 17:09

【摘要】：规模化养猪业大力发展所带来的环境污染问题日益严重,猪场养殖废水处理不当对水体、土壤、大气等造成严重的污染,对人身心健康也会造成极大的影响,处理和改善水质的费用往往较高,或处理过程环境界面不友好,还会造成资源的浪费。为解决以上问题本研究以悬浮物、化学需要量(COD)、磷、氨态氮、硝态氮、二价铜离子(Cu~(2+))、pH为指标,首先对猪场养殖废水进行曝气和炉渣秸秆过滤处理,运用控制变量法和正交试验法进行试验设计,探寻曝气过滤试验的最优工艺条件。然后,为达到生态环境可持续发展循环利用的目的,以绿豆苗的生长情况为研究对象,曝气过滤试验处理后的养殖废水对绿豆苗进行培养,更进一步处理养殖废水的同时促进绿豆苗的生长。曝气过滤生物处理养殖废水的主要研究内容如下:养殖废水曝气处理工艺参数的优化。以猪场养殖废水为试验材料进行曝气试验,曝气量为1.0m3/h、1.5m3/h、2.0m3/h、2.5m3/h的条件下,分别进行了曝气时间为2h、4h、6h、8h的试验。通过对16组曝气试验的结果进行分析,曝气量控制在2m3/h、曝气时间控制在6h时,处理后废水中悬浮物浓度为5580mg/L、COD为859.96mg/L、磷浓度为46mg/L、氨态氮浓度为0.9mg/L、Cu~(2+)浓度为2.3mg/L,均较其它组处理后废水浓度低且能耗小,所以确定最优工艺条件为曝气时间6h、曝气量2m3/h。炉渣秸秆过滤处理模式的搭建。曝气试验处理后的养殖废水进行3因素5水平的过滤正交试验,进水时间的因素水平为8min/L、10min/L、12min/L、14min/L、16min/L,过滤长度的因素水平为35cm、45cm、55cm、65cm、75cm,炉渣秸秆体积比的因素水平为1:1、1:2、1:3、3:1、2:1,通过数据分析可知,因素的主次顺序为过滤长度、进水时间、炉渣秸秆体积比。在进水时间为12min/L、炉渣秸秆体积比为2:1、过滤长度为65cm时,处理后废水中悬浮物浓度为62mg/L、COD为122.6mg/L、磷浓度为5.9mg/L、氨态氮浓度为0.4mg/L、Cu~(2+)浓度为0.35mg/L,较其它组处理后废水浓度低且能耗小,此时,硝态氮4.6mg/L、pH值为6.57,所以确定最优试验方案为进水时间12min/L、炉渣秸秆体积比为2:1、过滤长度为65cm,曝气过滤试验处理的养殖废水中各指标结果均优于《农田灌溉水质标准》(GB5084-2005)。养殖废水生物处理综合利用新方法的设计。曝气过滤试验处理后养殖废水培养的绿豆苗与清水培养的绿豆苗进行3天的生物处理对比试验,通过对两组绿豆苗的株高和茎粗进行测量的数据分析可知,曝气过滤试验处理后养殖废水对绿豆苗的株高、茎粗有显著的促进作用。同时,曝气过滤试验处理后的废水中各物质也进一步得到处理,处理后每天排放的废水中SS浓度≤46mg/L、COD≤121mg/L、磷浓度≤4.25mg/L、氨态氮浓度≤0.2mg/L、Cu~(2+)浓度≤0.34mg/L、硝态氮浓度≤3.9mg/L、pH值为6~7之间。曝气过滤生物处理后养殖废水的分析结果表明,废水中悬浮物去除率为99%、COD去除率为88%、磷去除率为91%、氨态氮去除率为89%、Cu~(2+)去除率为84%,pH值为7左右,硝态氮浓度约为3mg/L,最终浓度结果均优于《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)。曝气过滤生物处理具有处理后水质优、低成本、低消耗等特点,并且通过使用炉渣秸秆为过滤材料,废弃物得到二次利用,生物处理使绿豆苗快速生长,收获期缩短,可回收作为猪场饲料以节约成本,有一定的经济价值。因此,构建的曝气过滤生物处理养殖废水新模式,不但有效处理了养殖废水,还使其作为资源得到循环利用。
【学位授予单位】：吉林农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X713
【图文】：

生物处理,曝气,养殖废水

第二章养殖废水处理工艺设计本工艺设计通过以曝气过滤生物处理为基本模型，优化曝气处理工艺参数，为过滤材料的选择和过滤系统设计提供基本方法与理论依据，构建新型生物处理养殖废水模式，使生态环境可持续发展，为养殖废水的处理与合理化利用探索新的途径。2.1 工艺方法根据研究内容设计试验装置见图 2.1。本试验装置主要由曝气充气能力测定装置、过滤玻璃容器、生物处理三部分组成。各装置间通过橡胶管连接，养殖废水从水箱中抽出依次流经三个处理装置后排出。

均匀分布,曝气,养殖废水

3.1 养殖废水的组成养殖废水：试验所用养殖废水取自长春市某规模化养猪场。按 1:5 的体积比与水混合模拟猪场养殖废水[54]。养殖废水中各指标数值见表 3-1。表 3-1 养殖废水中各指标数值Tab.3-1 Index values of aquaculture wastewater指标 pH 悬浮物 COD 磷氨态氮硝态氮 Cu2+数值 7.067600mg/L1204.73mg/L70.5mg/L 2.2mg/L 0.6mg/L 2.5mg/L3.2 曝气试验设计与方法本研究在环境温度 15℃，曝气试验阶段在曝气充气能力测定装置中进行，装置实物见图 3.1。其中，曝气装置为圆柱形有机玻璃桶，其规格为内径 25cm，高度 280cm，底部均匀分布微孔曝气器。气泵曝气量为 1m3/h～2.5m3/h 可调，气泵实物见图 3.2。

均匀分布,气泵,养殖废水

【参考文献】