[发明专利]一种利用粉煤灰合成沸石提高沼液SBR处理工艺效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及畜禽养殖废水厌氧发酵液治理技术领域，特别是涉及到一种利用粉煤灰合成沸石提高沼液SBR处理工艺效率的方法。

背景技术

近年来，我国规模化畜禽养殖场得到了快速发展，随之而来的畜禽粪便排放量急剧增长的问题也日益突出。针对这些问题，国家出台了一系列政策加大农村能源建设的投入，并大力加强规模化畜禽养殖场大中型沼气工程的建设。利用沼气技术处理畜禽养殖废物，既可治理环境污染，又能实现废物资源化，取得较好的能源、环保和经济效益。

然而大中型沼气工程在处理畜禽废弃物、生产沼气的同时，也会大量的产生沼液这一副产品。严格来讲，沼液是经过厌氧发酵后的残留液体，属高浓度有机废水。若直接采用SBR工艺处理沼液，由于硝化过程会大量消耗碱度，导致沼液pH值快速下降，影响了微生物正常生长代谢，从而使污染物去除效果很差，难以达到畜禽养殖业污染物排放标准（GB18596-2001）。

目前在利用SBR处理沼液时往往通过加碱提高体系的pH值，虽可明显改善沼液氨氮去除效果，但难以改善COD和TN去除效果。此外采用加碱法经济可操作性较差，费用较高（加碱费用为4元/m³沼液以上）。

采用水热晶化法合成的粉煤灰合成沸石，由于其生产工艺中存在碱液胶化阶段，因此具有较高碱度，可以改善沼液氨氮去除效果。另外通过筛分可以获得粒径范围在40～60μm之间的沸石，这一粒径范围内沸石，在投入SBR系统后，其沉降性能在一个适当的范围，既不会因悬浮性过低在限制性进水和沉淀等工艺阶段导致污泥上浮，又能够粘附在污泥絮体表面，在曝气时随絮体浮起，从而避免沸石在曝气时因沉降性过高不能随污泥浮起需另添搅拌设备，进而可在沸石表面形成生物膜充分供氧，增强同步硝化反硝化作用（SND），进一步提高沼液总氮去除率等指标。

此外粉煤灰合成沸石原料来源于火力发电厂废弃物粉煤灰，价格非常低廉，所合成的微米级沸石成本仅为几百元每吨，所以经济上可操作性较高。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用粉煤灰合成沸石提高沼液SBR处理工艺效率的方法，该方法是将粉煤灰合成沸石投入沼液SBR处理工艺。

本发明依次通过下列工艺步骤实现：

（1）污泥培养：活性污泥取自北碚污水处理厂回流沟。将该污泥作为种泥投入SBR反应器，然后以葡萄糖、氯化氨、磷酸二氢钾等无机盐和微量元素配制成模拟废水为进水在常温下（25℃）进行培养，每天曝气22h后，沉淀1h，闲置1h，排除50%的上清液后，再加入模拟废水进行曝气。连续培养21d后，当出水COD、NH₃-N去除率稳定在90%以上，出水水质稳定，则污泥培养结束，进入下一步驯化阶段。

（2）污泥驯化及粉煤灰合成沸石投加型SBR（ZFA-SBR）的启动：在驯化阶段，进水改为不同稀释比例的沼液。每隔2d提高一次反应器中沼液进水的浓度，分别加入稀释了12、10、8、6、4、2倍的沼液进行驯化。驯化初期即投入一定量粒径范围在40～60μm之间的粉煤灰合成沸石，且每个周期均向SBR反应器定量补加沸石以补充因排除剩余污泥所造成沸石量的损失，使SBR反应器中沸石浓度维持在2.2g/L，污泥停留时间（SRT）控制为16d。运行工况为限制性进水40min，曝气360min，沉淀60min，排水10min，闲置10min。当SV₃₀达到30%左右，出水水质稳定，镜检发现活性污泥结构紧密，微生物种类多且稳定，有钟虫、轮虫等出现，这些都证明污泥驯化已经成熟，SBR可投入试验运行。

（3）经粉煤灰合成沸石投加型SBR（ZFA-SBR）处理后，取处理过后水样与原沼液进行污染物指标分析，检测出水中COD、NH₃-N、TN浓度。

有益效果：将粉煤灰合成沸石应用于沼液的SBR处理工艺的改良。与传统SBR方法相比，本发明方法—粉煤灰合成沸石投加型SBR（ZFA-SBR）在沼液处理方面使COD、NH₃-N、TN去除率及去除速率得以提升，达到了高效便捷处理的目的；采用水热晶化法合成的粉煤灰合成沸石由于自身具有较高碱度，所以投入SBR系统后可以弥补硝化过程所大量消耗碱度，使沼液pH值稳定在微生物正常生长代谢的范围，同时在沸石表面可形成生物膜，增强同步硝化反硝化作用（SND），从而提高沼液COD、NH₃-N、TN去除率等指标；关键技术容易掌握，运行操作方法简单易行，实用性强，且便于在现有SBR处理工艺的基础上加以改良推广，是一种投资较少、节能、高效的新工艺。