不同藻菌共生体系在畜禽养殖废水深度处理中的优化研究
发布时间：2022-02-17 09:02
近年来,畜禽废水的大量排放给环境治理带来了巨大的压力。以猪场废水为例,传统处理工艺存在脱氮除磷效果不佳、处理工艺过程过长、无法有效回收废水中有价值资源等问题。微藻环境适应性强、可高效利用污水种的氮磷等营养元素、可资源化利用等特点,基于微藻的废水处理工艺受到越来越多的关注。将好氧菌与微藻共生培养用于废水处理可以进一步提高其对废水中有机物的去除率,同时提高生物量和处理负荷,进而强化污水处理效果,但目前针对藻菌共生体的共生情况调控及其对废水处理效果的影响仍有待进一步研究。本文进行了不同藻菌共生体系在畜禽养殖废水深度处理的优化研究,开展了以微藻或活性污泥为基础的前期考察实验,然后进行了藻菌体系优化实验。研究结果发现,以0.5g·L-1微藻为基础,投加0.1 g·L-1活性污泥提高了体系中微生物的活性,DO（Dissolved Oxygen）浓度最高可达8.92mg·L-1,特别是对氨氮的去除效果明显,实验最终去除率达97.28%。投加了活性污泥的体系与纯藻体系对磷的去除率变化基本一致,实验周期结束时TP（Total Phosphorus）去除率分别可达86.86%、89.77%。初步验证了微藻...
【文章来源】：南昌大学江西省211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．５猪场废水ＭＢＲ处理工艺流程简图［２９】??Ｆｉ．?１．５?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｄｉａｒａｍ?ｏｆ?ＭＢＲ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｓｗｉｎｅ?ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ??
?第１章绪论???目前，主流的代表性工艺有ＳＢＲ、ＭＢＲ、ＵＡＳＢ等单一或组合工艺，流程??介绍如下：??ＳＢＲ（ＳｅｑｕｅｎｃｉｎｇＢａｔｃｈＲｅａｃｔｏｒ，?ＳＢＲ）即序批式活性污泥处理法［２７】，近年来??被国内外广泛应用在工、农业污水处理中，其工艺的操作过程分为５个阶段：进??水、反应（曝气）、沉淀、出水（排水排泥）、闲置（污泥活化），每个运行周期??时间一般为２ｈ。图１．４为猪场废水ＳＢＲ处理工艺流程简图，处理流程简单、易??操作，但是资源回收率较低。????????猪舍粪?￣￣?ｎＺＴＴＴｌ?｜?ｓｂｒ处理ｊ?｜污泥浓??污＜?丨關?ＩＩ?丨Ｓ??肥料或?｜无害化?｜污泥干??排放?｜处理?１化场??图１．４猪场废水ＳＢＲ处理工艺流程简图??Ｆｉｇ．?１．４?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＢＲ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｓｗｉｎｅ?ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ??膜生物反应器（ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ，?ＭＢＲ），是由废水生物处理技术和膜分??离技术相结合的一种污水处理与回用工艺（图１．５）?利用膜的高效截留作用??将微生物被完全截留在生物反应器中，实现水力停留时间（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ?ｔｉｍｅ，??ＨＲＴ）和污泥停留时间的彻底分离，从而保证反应器中的活性污泥具有较长的污??泥龄，使系统中的微生物种群发生变化，有利于硝化菌及具有去除难降解有机物??能力的新型微生物的生长和驯化。与ＳＢＲ相比，提高了废水处理效率，但存在??膜污染和资源回收率较低的问题。??养猪废水一？细格栅?一？调节池?一？?Ｍ？Ｒ＾?－？?排放??应池??＾
＋－Ｎ的去除率分别??为?６２．３％和?８４．８％、５８．１?和?８６．１％、８２．７％和＞９５％。??有研究表明，利用藻菌共生体去除营养盐过程中会形成一种群体感应系统，??存在多种代谢活动，这有助于该体系适应各种环境条件（如高营养盐负荷、高温??低温等）并形成一个稳定的生态系统，抵御环境变化和其他物种入侵［７Ｇ］。此外，??系统中的微生物之间也会建立协同作用，这有助于吸收更多的养分。因此，藻菌??共生体在去除废水中营养盐方面具有很大的优势。??、、？?Ｎ，?Ｐｕｍｐ??图１．７微藻－活性污泥（菌）共生系统气体、有机物以及信号分子传递机理图??Ｆｉｇ．?１．７?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇａｓ，?ｏｒｇａｎｉｃ?ｍａｔｔｅｒ?ａｎｄ?ｓｉｇｎａｌ?ｍｏｌｅｃｕｌｅ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｏｆ?ａｌｇａｅ－??ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｓｌｕｄｇｅ?（ｂａｃｔｅｒｉａ）?ｓｙｍｂｉｏｔｉｃ?ｓｙｓｔｅｍ??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]猪场沼液高值化综合利用研究进展及前景分析[J]. 巫小丹,岑庆静,吴冬梅,郑洪立,向书玉,廖钟娟,罗玲,阮榕生,刘玉环. 中国沼气. 2019(02)
[2]小球藻高效净化猪场废水厌氧发酵沼液研究[J]. 叶庆,程军,赖鑫,刘书政,杨卫娟,周俊虎. 环境科学学报. 2019(06)
[3]水泡粪猪场粪污养分及风险因子季节性变化分析[J]. 杨智青,丁海荣,陈应江,金崇富,时凯,侯福银,陈长宽,封功能. 江西农业学报. 2019(02)
[4]Performance and microbial community analysis of an algal-activated sludge symbiotic system: Effect of activated sludge concentration[J]. Li Sun,Wei Zuo,Yu Tian,Jun Zhang,Jia Liu,Ni Sun,Jianzheng Li. Journal of Environmental Sciences. 2019(02)
[5]不同清粪工艺对养猪环境影响研究[J]. 莫少春,俸祥仁,赵武,刘伟,姜源明,孙建华,何莫斌,陆敏. 中国畜禽种业. 2018(02)
[6]UASB-O/A/O组合工艺对规模化养猪场废水的生物脱氮除磷研究[J]. 夏宏生,陈师楚. 环境工程. 2018(01)
[7]微藻贴壁培养对沼液废水的处理效果[J]. 程鹏飞,王艳,杨期勇,刘德富,刘天中. 浙江农业学报. 2017(09)
[8]规模化生猪养殖废水的组合处理工艺[J]. 蔡意祥,颜智勇,谭秀益,谭超,罗灿,陈步青,向萍. 净水技术. 2017(05)
[9]养猪废水新型工艺的探讨和实践[J]. 刘英兴. 低碳世界. 2017(15)
[10]猪饲料、粪便、沼渣和沼液中重金属元素含量的测定分析[J]. 孙红霞,张花菊,徐亚铂,张松山. 黑龙江畜牧兽医. 2017(09)
硕士论文
[1]细菌强化微藻生物系统对养猪废水厌氧消化液的处理研究[D]. 杨翔梅.浙江大学 2018
[2]高效解磷青霉菌菌株的筛选及解磷促生复合菌剂的研制[D]. 王彩霞.山东农业大学 2016
本文编号：3629151
【文章来源】：南昌大学江西省211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．５猪场废水ＭＢＲ处理工艺流程简图［２９】??Ｆｉ．?１．５?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｄｉａｒａｍ?ｏｆ?ＭＢＲ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｓｗｉｎｅ?ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ??
?第１章绪论???目前，主流的代表性工艺有ＳＢＲ、ＭＢＲ、ＵＡＳＢ等单一或组合工艺，流程??介绍如下：??ＳＢＲ（ＳｅｑｕｅｎｃｉｎｇＢａｔｃｈＲｅａｃｔｏｒ，?ＳＢＲ）即序批式活性污泥处理法［２７】，近年来??被国内外广泛应用在工、农业污水处理中，其工艺的操作过程分为５个阶段：进??水、反应（曝气）、沉淀、出水（排水排泥）、闲置（污泥活化），每个运行周期??时间一般为２ｈ。图１．４为猪场废水ＳＢＲ处理工艺流程简图，处理流程简单、易??操作，但是资源回收率较低。????????猪舍粪?￣￣?ｎＺＴＴＴｌ?｜?ｓｂｒ处理ｊ?｜污泥浓??污＜?丨關?ＩＩ?丨Ｓ??肥料或?｜无害化?｜污泥干??排放?｜处理?１化场??图１．４猪场废水ＳＢＲ处理工艺流程简图??Ｆｉｇ．?１．４?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ＳＢＲ?ｔｒｅａｔｍｅｎｔ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｓｗｉｎｅ?ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ??膜生物反应器（ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ，?ＭＢＲ），是由废水生物处理技术和膜分??离技术相结合的一种污水处理与回用工艺（图１．５）?利用膜的高效截留作用??将微生物被完全截留在生物反应器中，实现水力停留时间（ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ?ｔｉｍｅ，??ＨＲＴ）和污泥停留时间的彻底分离，从而保证反应器中的活性污泥具有较长的污??泥龄，使系统中的微生物种群发生变化，有利于硝化菌及具有去除难降解有机物??能力的新型微生物的生长和驯化。与ＳＢＲ相比，提高了废水处理效率，但存在??膜污染和资源回收率较低的问题。??养猪废水一？细格栅?一？调节池?一？?Ｍ？Ｒ＾?－？?排放??应池??＾
＋－Ｎ的去除率分别??为?６２．３％和?８４．８％、５８．１?和?８６．１％、８２．７％和＞９５％。??有研究表明，利用藻菌共生体去除营养盐过程中会形成一种群体感应系统，??存在多种代谢活动，这有助于该体系适应各种环境条件（如高营养盐负荷、高温??低温等）并形成一个稳定的生态系统，抵御环境变化和其他物种入侵［７Ｇ］。此外，??系统中的微生物之间也会建立协同作用，这有助于吸收更多的养分。因此，藻菌??共生体在去除废水中营养盐方面具有很大的优势。??、、？?Ｎ，?Ｐｕｍｐ??图１．７微藻－活性污泥（菌）共生系统气体、有机物以及信号分子传递机理图??Ｆｉｇ．?１．７?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｇａｓ，?ｏｒｇａｎｉｃ?ｍａｔｔｅｒ?ａｎｄ?ｓｉｇｎａｌ?ｍｏｌｅｃｕｌｅ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｏｆ?ａｌｇａｅ－??ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｓｌｕｄｇｅ?（ｂａｃｔｅｒｉａ）?ｓｙｍｂｉｏｔｉｃ?ｓｙｓｔｅｍ??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]猪场沼液高值化综合利用研究进展及前景分析[J]. 巫小丹,岑庆静,吴冬梅,郑洪立,向书玉,廖钟娟,罗玲,阮榕生,刘玉环. 中国沼气. 2019(02)
[2]小球藻高效净化猪场废水厌氧发酵沼液研究[J]. 叶庆,程军,赖鑫,刘书政,杨卫娟,周俊虎. 环境科学学报. 2019(06)
[3]水泡粪猪场粪污养分及风险因子季节性变化分析[J]. 杨智青,丁海荣,陈应江,金崇富,时凯,侯福银,陈长宽,封功能. 江西农业学报. 2019(02)
[4]Performance and microbial community analysis of an algal-activated sludge symbiotic system: Effect of activated sludge concentration[J]. Li Sun,Wei Zuo,Yu Tian,Jun Zhang,Jia Liu,Ni Sun,Jianzheng Li. Journal of Environmental Sciences. 2019(02)
[5]不同清粪工艺对养猪环境影响研究[J]. 莫少春,俸祥仁,赵武,刘伟,姜源明,孙建华,何莫斌,陆敏. 中国畜禽种业. 2018(02)
[6]UASB-O/A/O组合工艺对规模化养猪场废水的生物脱氮除磷研究[J]. 夏宏生,陈师楚. 环境工程. 2018(01)
[7]微藻贴壁培养对沼液废水的处理效果[J]. 程鹏飞,王艳,杨期勇,刘德富,刘天中. 浙江农业学报. 2017(09)
[8]规模化生猪养殖废水的组合处理工艺[J]. 蔡意祥,颜智勇,谭秀益,谭超,罗灿,陈步青,向萍. 净水技术. 2017(05)
[9]养猪废水新型工艺的探讨和实践[J]. 刘英兴. 低碳世界. 2017(15)
[10]猪饲料、粪便、沼渣和沼液中重金属元素含量的测定分析[J]. 孙红霞,张花菊,徐亚铂,张松山. 黑龙江畜牧兽医. 2017(09)
硕士论文
[1]细菌强化微藻生物系统对养猪废水厌氧消化液的处理研究[D]. 杨翔梅.浙江大学 2018
[2]高效解磷青霉菌菌株的筛选及解磷促生复合菌剂的研制[D]. 王彩霞.山东农业大学 2016
本文编号：3629151
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