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本研究针对畜禽养殖污水具有氨氮含量高,碳氮比例低,难降解有机物多等特点,采用缺氧-好氧(A/O)的生物膜-活性污泥复合工艺处理养猪废水。通过小试试验研究了水力停留时间(HRT)、硝化液回流比等工艺参数对处理效果的影响,分析了缺氧池、好氧池分别对污水中化学需氧量(COD)和总氮(TN)的去除情况;在小试研究的基础上进行了中试研究,探讨了该工艺的启动过程,考察了对常规污染物的处理效果。此外,针对经生化处理后的养猪场污水中仍具有较高COD和色度的特点,采用臭氧氧化对其进行深度处理。探究了反应时间、臭氧投加速率、pH值对处理效果的影响,并结合光谱分析深入探讨了臭氧氧化前后废水中有机物的变化。具体研究结论如下:
⑴考虑对氨氮(NH4+-N)、COD和TN去除的影响,最佳HRT为6d,而只针对NH4+-N、COD(国家畜禽养殖废水排放标准对TN没有限制),最佳HRT为3d;最佳回流比为200%;最大进水氨氮去除负荷为0.34 kgNH4+-N/(m3·d);硝化液回流比为200%,污泥回流比为60%时,缺氧池、好氧池对TN去除率分别为88.38%和11.62%,对COD去除率分别为81.77%和18.23%,其中缺氧池反硝化、好氧池异养菌和好氧池SND(同步硝化反硝化)对COD的去除率分别为81.77%、8.60%和9.23%。
⑵中试试验条件下的最佳进水容积负荷为0.07~0.12 kgNH4+-N/(m3·d),此时NH4+-N和COD的去除率分别为94.18±2.78%和73.83±9.13%;运行期间NH4+-N最高容积去除负荷可达0.22 KgNH4+-N/(m3·d);经过近四个月的运行,该工艺对NH4+-N、COD和悬浮颗粒物(SS)始终保持良好的处理效果,基本都能满足《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001,中国)的要求,并对TN有一定的去除,适于在畜禽养殖企业推广应用。
⑶臭氧氧化法处理生化后的养猪废水可有效降低COD和去除色度,反应温度为20℃,pH为7.2时,最佳的反应时间为40 min,最佳的臭氧投加速率为1.13g/h;臭氧投加量为488 mg/L时,处理废水的可生化性升至最高;生化处理后的养猪废水主要含有可见腐殖质、紫外腐殖质和微生物代谢产物,经臭氧氧化处理后大分子物质被氧化降解生成小分子物质,有机物组分发生显著的改变。