北京郊区小规模养猪场废水污染调查及处理研究

发布时间：2017-03-16 08:03

  本文关键词：北京郊区小规模养猪场废水污染调查及处理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：畜禽养殖污染已成为继工业污染、生活污染之后的第三大污染源,开发经济、高效的猪场废水处理技术是目前研究的热点。本论文以北京郊区小规模养猪场为调查对象,测试废水水质并实地调研了废水处理技术现状；研究了厌氧折流板反应器(ABR)工艺处理模拟畜禽养殖废水的启动过程、处理效能及其优化运行,确定了ABR反应器快速启动的方式,考察了DO和进水C/N对序批式活性污泥法(SBR)工艺脱碳除氮效果的影响,以及ABR-SBR组合工艺对实际养猪场废水的处理性能,主要结果如下：对北京市21家养猪场调查结果表明：不同猪场之间水质差异很大,COD、 BOD5、NH3-N、TN、TP、SS的浓度范围分别为3614～15310、1600～8180、164.5～1375.5、332.4～2617.2、21.3～254.5、358～3800mg/L；铜和锌的浓度分别为0～5.875 mg/L和0.172～23.434 mg/L,各有47.6%和52.4%的样品超过《畜禽养殖业污染物排放标准》(二次征求意见稿)中规定的铜和锌排放限值。养殖场废水中的细菌总数在1.28×105～1.92×107 CFU/mL,粪大肠菌群数在3.6×105-8.8×107 MPN/L,蛔虫卵在0-8个/L。经调研,大型猪场处理工艺一般比较完整,小型猪场或分散养殖,一些只设厌氧处理单元或者不设。ABR处理模拟养猪场废水的研究表明：在33+1℃、HRT=36 h条件,采用低负荷、低增幅的启动方式,历时61天可完成启动；COD、氨氮和总磷的最终去除率分别为93%、21%和32%；HRT影响COD、氨氮的降解率,温度对ABR去除效果影响不大。ABR启动过程中,颗粒污泥中位直径从0.53mm增长到0.59～1.12 mm。成熟颗粒污泥结构相对疏松,致密程度低于接种污泥。SBR处理模拟厌氧消化液的研究表明：在T=25±1℃, SBR瞬时进水COD浓度为800 mg/L,氨氮浓度为300 mg/L时,外投加1.13 g的乙酸钠,氨氮去除率随DO浓度升高呈增加趋势,去除率分别为88%和96%,总氮去除率略有下降,分别为86%和78%。在DO浓度为2.0和4.0 mg/L时,亚硝酸盐累积率均值分别为49%和54%,推测DO=2 mg/L时发生了SND。调节好氧工序的溶解氧到2mg/L,碳氮比等于6,SBR曝气4h后,SND率为94.91%,SND脱氮效果明显。COD去除率随C/N的增加而升高,并且提高C/N对氨氮和总氮的降解有益。研究了ABR-SBR组合工艺处理实际养猪场废水效果,探讨了组合工艺的运行特性,ABR-SBR对COD的去除率稳定在97.6%左右,NH3-N和TP的去除率可达91.3%和59.5%。在实验结果及参考相关文献的基础上,结合养猪场废水水质特点,设计了日处理300t的猪场废水处理工程工艺,考虑经济效益、社会效益和环境效益,提出固液分离预处理十ABR+SBR+化学除磷的工艺流程。
【关键词】：养猪场废水 水质特征调查 厌氧折流板 序批式活性污泥法
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X713
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 引言10-20
• 1.1 问题的提出10-11
• 1.2 畜禽养殖废水现状及处理方法11-14
• 1.2.1 畜禽养殖废水现状11-12
• 1.2.2 国内外畜禽养殖废水处理方法12-14
• 1.3 厌氧折流板反应器(ABR)处理技术的研究进展14-15
• 1.3.1 厌氧处理技术研究14-15
• 1.3.2 ABR在废水处理中的应用15
• 1.4 SBR工艺的发展15-17
• 1.4.1 SBR的构造和工作原理15-17
• 1.5 ABR-SBR组合工艺处理畜禽养殖废水17-18
• 1.6 研究目的与内容18-20
• 1.6.1 研究目的18-19
• 1.6.2 研究内容19-20
• 2 实验材料与方法20-28
• 2.1 样品采集20-21
• 2.2 实验用水21-22
• 2.3 接种污泥22
• 2.4 实验装置及运行控制22-24
• 2.4.1 厌氧折流板反应器装置22-23
• 2.4.2 序批式活性污泥反应器装置23-24
• 2.5 分析项目及测试方法24-25
• 2.5.1 污水的水质24-25
• 2.5.2 畜禽粪便的氮、磷、钾及重金属25
• 2.5.3 污泥特征25
• 2.6 实验方法25-28
• 2.6.1 厌氧折流板反应器处理畜禽养殖废水的启动与运行25-26
• 2.6.2 SBR处理厌氧消化液研究26-27
• 2.6.3 ABR-SBR处理畜禽养殖废水研究27-28
• 3 郊区小规模养猪场废水水质调查及处理技术现状28-40
• 3.1 郊区小规模养猪场废水水质调查28-35
• 3.1.1 常规水质28-30
• 3.1.2 重金属30-32
• 3.1.3 病原微生物状况32-34
• 3.1.4 猪场粪便中氮、磷、钾及重金属含量34-35
• 3.2 处理工艺现状35-39
• 3.3 小结39-40
• 4 厌氧折流板反应器的启动与运行40-53
• 4.1 厌氧折流板反应器的启动40-46
• 4.1.1 厌氧折流板反应器的启动过程40-43
• 4.1.2 厌氧颗粒污泥的生长特征43-46
• 4.2 ABR成熟厌氧颗粒污泥的特征46-49
• 4.2.1 ABR中成熟厌氧颗粒污泥的物理特征46-47
• 4.2.2 反应器内生物相特征观察47-49
• 4.3 ABR的运行优化49-52
• 4.3.1 水力停留时间49-51
• 4.3.2 反应器温度51-52
• 4.4 小结52-53
• 5 ABR-SBR组合工艺处理养猪场废水研究53-65
• 5.1 SBR处理模拟猪场厌氧消化液的效能53-61
• 5.1.1 DO对系统脱碳除氮效能的影响53-56
• 5.1.1.1 不同DO浓度条件下反应器对有机质的运行处理效果53
• 5.1.1.2 不同DO浓度条件下反应器对氨氮的运行处理效果53-54
• 5.1.1.3 不同DO条件下脱氮方式的探讨54-55
• 5.1.1.4 不同DO条件下对总磷的运行处理效果55-56
• 5.1.2 进水C/N对系统脱碳除氮效能的影响56-61
• 5.1.2.1 不同C/N条件反应器对有机质的运行处理效果56-57
• 5.1.2.2 不同C/N条件反应器对氨氮的运行处理效果57-58
• 5.1.2.3 不同C/N条件下脱氮方式的探讨58-59
• 5.1.2.4 不同C/N条件反应器对总磷的运行处理效果59-60
• 5.1.2.5 优化条件下典型周期内污染物的去除60-61
• 5.2 组合工艺试验结果分析61-64
• 5.2.1 COD及其去除率变化61-62
• 5.2.2 氨氮及其去除率变化62-63
• 5.2.3 总磷及其去除率变化63-64
• 5.3 小结64-65
• 6 300m~3/d的养猪场废水处理工程设计65-78
• 6.1 设计基础资料65-67
• 6.1.1 设计依据65
• 6.1.2 设计原则65
• 6.1.3 设计规模65-66
• 6.1.4 污水处里工艺方案确定及工艺流程66
• 6.1.5 各级处理单元污染物去除率分析66-67
• 6.2 主要购置物设计及设备选型67-72
• 6.3 平面与高程布置72-73
• 6.3.1 平面布置72
• 6.3.2 高程布置72-73
• 6.4 工程投资计概算与运行经济分析73-77
• 6.4.1 工程投资计算73-75
• 6.4.2 运行费用估算75-77
• 6.5 小结77-78
• 7 结论与展望78-80
• 7.1 结论78-79
• 7.2 研究不足及展望79-80
• 参考文献80-84
• 附件84-86
• 个人简介86-87
• 导师简介87-88
• 获得成果目录88-89
• 致谢89

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本文编号：251481