强化养猪废水厌氧水解酸化效能与机制的研究

• 作 者: 裘诚刚
• 出 处: 合肥工业大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 养猪废水 厌氧消化 水解酸化 四氧化三铁 酸化液回流

在养猪废水的厌氧消化处理中,因颗粒物的溶解和水解速率缓慢,导致其厌氧产甲烷受到限制,成为了养猪废水厌氧处理的限速步骤。采用两相厌氧消化反应器处理养猪废水可以富集水解产酸细菌,进一步增强颗粒猪粪的水解效率。本文探究了在养猪废水水解酸化相反应器中单独投加Fe₃O₄和增加外循环对猪粪固体溶解、水解、酸化和产甲烷各阶段的影响,分析反应器内不同种类有机物降解速率及污泥活性变化,提出了不同的养猪废水水解酸化的强化策略。首先,在养猪废水厌氧消化体系中投加不同投量的Fe₃O₄强化猪粪固体颗粒的溶解和厌氧水解效率。当Fe₃O₄投加量为5 g·L^-1时,猪粪中蛋白类物质的分解效率提升了112.8%,同时养猪废水厌氧产VFAs的活性提高了15.5%。随着Fe₃O₄投量的增加,污泥的嗜氢产甲烷活性受到抑制,嗜乙酸产甲烷活性得以提高。同时,厌氧污泥的SMP和EPS分泌量有所增加。其次,研究了外加回流对水解酸化相反应器处理养猪废水效果的影响。结果表明回流的酸化液强化了养猪废水的水解效率。与空白组相比,外加回流使反应器的VFAs产率提高了33.5%,从而使外加回流反应器出水具有更好的产甲烷潜能,使出水的产甲烷总量提升了15.1%。当养猪废水的进水负荷为8.0 g VS·L^-1时,外加回流反应器内p H维持在5.76±0.07,猪粪固体的溶解效率、水解和酸化活性分别提升了34.4%,80.6%和16.6%。因此,在水解酸化相反应器中增加外回流可以强化养猪废水的水解酸化效率。在养猪废水水解酸化反应器中耦合了Fe₃O₄和外加回流两种措施。结果表明,耦合Fe₃O₄和外加回流可以使养猪废水水解酸化反应器的产酸效率提升46.1%,出水中乙酸占比达到54.68%。耦合Fe₃O₄和外加回流对猪粪固体颗粒溶解速率提高了238.8%,污泥的水解和酸化活性分别提高了123.0%和171.3%。因此,在水解酸化反应器中,耦合Fe₃O₄和外加回流能够显著增强养猪废水厌氧产酸效果和出水产甲烷潜能。