[发明专利]一种好氧颗粒污泥处理养猪废水的优化方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种好氧颗粒污泥处理养猪废水的优化方法。属于水污染控制领域。

背景技术

近年来，我国的畜禽养殖业发展迅速，畜禽养殖量呈现明显的上升趋势，所以畜禽养殖场的废水排放量也在逐年增加，养猪场废水是其中占比例较大的一部分。大型养猪场的废水排水量大且集中，这些废水具有有机物含量高、氮素浓度高、有抗生素和病原体残留等特点，需要在排放前进行有效处理，否则会对环境造成严重的环境污染，甚至威胁当地的生态安全。所以，对养猪废水进行集中而有效的处理是非常必要的。

目前，一些养猪场的废水处理设施主要利用的是厌氧生物处理技术。厌氧处理的优点是能高效降解废水中的有机污染物，但厌氧处理技术却很难去除废水中的高浓度氮素，所以，如何有效去除养猪废水中的氮素污染物是目前急需解决的一个难题，而好氧颗粒污泥在去除养猪废水中的氮素方面具有潜在的优势。好氧颗粒污泥的优点主要体现在沉降性能好，抗冲击负荷能力强，能吸附重金属与有毒物质，具有同步硝化反硝化的能力。正是因为有这些优点，所以好氧颗粒污泥在处理养猪废水方面具有许多优势。但是目前如何有效的利用好氧颗粒污泥系统处理养猪废水还未被指出。因此，探索好氧颗粒污泥处理养猪废水的最佳条件已成为当务之急。

发明内容

本发明专利提出了一种好氧颗粒污泥处理养猪废水的优化方法，目的是为了解决现有的厌氧系统处理养猪废水过程中稳定性不强、污泥量不高、氮素去除效率不高的问题。本发明专利从体积交换率、pH值、曝气量（用气体表观流速表示）、颗粒污泥浓度四个方面来确定用好氧颗粒污泥处理养猪废水的最佳条件。

本发明专利用SBR反应器作为运行装置，此装置为圆柱体,高径比为6:1，在反应器的左边一排有5个出水口，其中，最下面的一个出水口用来排水、取泥，曝气口设置在反应器出水口的下方，反应器的底部还设一个较大的排泥口，运行结束后用来排出所有的泥水混合物。好氧颗粒污泥处理养猪废水系统按以下步骤实施：将已经培养成功的好氧颗粒污泥放入到上面介绍的SBR反应器中，用温控仪控制运行阶段反应器的温度在23～28℃。每天运行三个周期，每周期运行的总时间为6小时，即入水1min、曝气355min、沉降1min、排水3min。控制运行期间系统的pH值在7.5±0.1，系统内气体表观流速为1.5-1.8 cm·s^-1，颗粒污泥浓度（MLSS）在8000±1000mg/L，设置体积交换率为60-80%。

本发明专利与现有技术相比具有以下优点：

1.本发明专利中好氧颗粒污泥稳定性强，颗粒密实度较好，沉降性能好，物理强度高，因此，整个系统运行稳定，具有较高的污染物去除率。

2.本发明专利中好氧颗粒污泥能实现同步硝化反硝化，所以能高效去除污水中的COD和氨氮，从而能有效处理碳氮含量较高的废水。

3.本发明专利运行操作方式简单、占地面积小，具有实际应用的可能性。

附图说明

图1、图2分别为经过实施例1和实施例2后得到的好氧颗粒污泥。

下面通过实施例对本发明专利做进一步详细说明：

实施例1： 运行装置为SBR反应器，有效容积7 L，运行期间控制系统pH在7.5±0.1之间，气体表观流速为1.8 cm·s^-1，DO为4-7 mg·L^-1。颗粒污泥浓度（MLSS）控制在8000mg/L左右。设置体积交换率为（77±2）%，即每周期的排水体积为5.4L。每天运行四个周期，每周期运行的总时间为6小时，即入水1min、曝气355min、沉降1min、排水3min。反应器进水为养猪场厌氧池出水，其中COD、氨氮、总氮、总磷浓度分别为1497.0 mg·L^-1、389.97 mg·L^-1、465.87 mg·L^-1、26.71 mg·L^-1。经本发明专利处理后，系统对废水中COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别达88.42%、92.40 %、52.65 %和40.23 %，去除率较高。颗粒污泥的稳定性强，各种理化性质稳定：颗粒粒径在0.4mm-2.2mm之间，SVI₅为(17±3) ml·g^-1，MLVSS/MLSS为(90.58±2.5) %，蛋白质含量为(39.25±2.9) mg·g^-1 VSS，多糖含量为(43.34±3.6) mg·g^-1 VSS，PS/PN比为1.10±0.19。

实施例2：运行装置为SBR反应器，有效容积6 L，运行期间设置体积交换率为（78±2）%，控制气体表观流速为1.5 cm·s^-1，DO为3-6 mg·L^-1。污泥浓度（MLSS）控制在8000mg/L左右。运行期间控制系统pH值为7.5±0.1。每天运行三个周期，每周期运行的总时间为6小时，即入水1min、曝气355min、沉降1min、排水3min。系统进水为厌氧处理后的实际养猪废水，COD、氨氮、总氮、总磷浓度分别为1224 mg·L^-1、421.65mg·L^-1、467.85 mg·L^-1、22.76mg·L^-1。经本发明专利处理后，COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别为71.91 %、99.33 %、56.52 %和48.37 %，系统具有较好的碳氮磷去除效果。在处理污水的过程中，好氧颗粒污泥的理化性质稳定，粒径也变化不大：颗粒粒径在0.5mm-2.0mm之间，SVI₅为(16±4) ml·g^-1，MLVSS/MLSS为(89.64±3.7) %，蛋白质含量为(77.98±5.4) mg·g^-1 VSS，多糖含量为(43.34±4.1) mg·g^-1 VSS，PS/PN比为（55.58±9.78）%。