【摘 要】
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猪场废水悬浮性固体、有机物以及氮含量高,传统的厌氧发酵处理猪场废水普遍存在发酵周期长,厌氧发酵系统不稳定的问题。论文从利用厌氧发酵处理猪场废水技术产业化存在的实际问题出发,提出首先对猪场废水进行秸秆过滤,以实现去除废水中的悬浮性固体,达到强化预处理目的,经过预处理后,滤液中的不溶性杂质含量明显减少,为后续厌氧发酵提供方便,然后通过改变水力停留时间优化厌氧发酵,提升发酵效率,最后利用鸟粪石沉淀法对厌
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猪场废水悬浮性固体、有机物以及氮含量高,传统的厌氧发酵处理猪场废水普遍存在发酵周期长,厌氧发酵系统不稳定的问题。论文从利用厌氧发酵处理猪场废水技术产业化存在的实际问题出发,提出首先对猪场废水进行秸秆过滤,以实现去除废水中的悬浮性固体,达到强化预处理目的,经过预处理后,滤液中的不溶性杂质含量明显减少,为后续厌氧发酵提供方便,然后通过改变水力停留时间优化厌氧发酵,提升发酵效率,最后利用鸟粪石沉淀法对厌氧发酵后沼液进行固氮处理。（1）采用粉碎后（粒径为10-16 mm）的玉米秸秆过滤猪场废水强化预处理,考察过滤前后p H、化学需氧量（SCOD）、氨氮（TAN）、TS、VS变化,并测定过滤前后废水产甲烷潜力。结果表明,经过过滤废水中TS、VS去除率达到47.55%、51.06%,而对溶解性化学需氧量和氨氮含量去除效果不明显,去除率为15.22%、7.95%;滤液进行厌氧发酵,当厌氧发酵进行到11 d,基本完成90%产气量,而对照组仅完成60%;并且滤液的产甲烷潜力较对照组降低60%,实现有效缓解猪场废水后续厌氧发酵压力。（2）对滤液采用厌氧发酵反应器处理,试验结果表明,改变水力停留时间对厌氧发酵底物p H影响不明显,p H范围始终在7.5-8之间,未出现酸化现象;当全混式厌氧发酵反应器的水力停留时间为5 d时,对于SCOD的去除率仅为13.37%,而水力停留时间为15 d和25 d时,滤液中SCOD去除率均在60%以上;随着水力停留时间增加,会使全混式厌氧发酵反应器底物中有机物浓度降低,在反应器稳定运行时造成沼气产量由6721.89 m L下降到3553.65 m L;采用厌氧发酵反应器处理猪场废水,当水力停留时间为15 d时,产甲烷效率为239.17 m LCH4/g VS,SCOD去除率为60.94%。（3）对接种物以及三组不同水利停留时间厌氧发酵稳定运行的底物进行高通量测序发现,厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）是细菌群落中的优势菌群,甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）和甲烷鬃菌属（Methanosaeta）在古菌群落中占据了显著的优势地位,水力停留时间为5 d时,未分类古菌属（unclassified?k?norank?d?Archaea）占比最大,达到43.62%,水力停留时间变化对厌氧发酵中细菌和古菌有明显影响,是导致各处理组间微生物差异性的主要原因。（4）在前期厌氧发酵基础上,对较优水力停留时间的厌氧发酵沼液进行鸟粪石沉淀处理,以氮磷去除率为考察指标,以摩尔比n(Mg2+):n（NH4+）、n(PO43-):n（NH4+）及p H为影响因素,设计三因素三水平正交试验。采用Design8.0进行分析,经过试验参数优化在摩尔比n(Mg2+)n(PO43-):n（NH4+）=1.02:1.06:1、p H为9.6条件下,氨氮（TAN）去除率达到86.66%。综上所述,通过秸秆过滤猪场废水强化预处理,再进行混合厌氧发酵,能够有效缩短厌氧发酵水力停留时间,提高产甲烷率,最后结合鸟粪石沉法能有效实现猪场废水有机物去除和氮磷固定,研究结果对提高养猪场废水资源化循环利用具有参考价值。
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