Cu對(duì)豬場(chǎng)廢水厭氧-好氧生物處理的影響.pdf

1、目前國內(nèi)外對(duì)豬場(chǎng)廢水的處理進(jìn)行了許多研究，但關(guān)于重金屬離子對(duì)豬場(chǎng)廢水處理影響的相關(guān)研究卻幾乎是空白。對(duì)豬場(chǎng)廢水處理來講，常用的工藝是先厭氧處理后好氧處理，而對(duì)重金屬離子毒理作用的忽視往往造成豬場(chǎng)廢水處理的效果不理想甚至失敗。目前，由于高銅添加劑的廣泛應(yīng)用，使豬場(chǎng)廢水銅離子含量超標(biāo)嚴(yán)重，所以很有必要就銅離子對(duì)豬場(chǎng)廢水生物處理的影響進(jìn)行研究。 本研究就Cu離子對(duì)豬場(chǎng)廢水厭氧好氧生物處理的影響進(jìn)行了研究，并對(duì)主要工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選，提

2、出豬場(chǎng)廢水生物處理正常運(yùn)行時(shí)污水中Cu離子的臨界濃度以及Cu離子脅迫下SBR的最佳運(yùn)行工藝。研究的主要結(jié)果如下： 在豬場(chǎng)廢水厭氧發(fā)酵中，在Cu離子濃度達(dá)到5mgL-1時(shí)對(duì)COD去除率幾乎沒有影響。但隨著Cu離子濃度進(jìn)一步升高，COD去除率急劇下降。另外，隨著溫度的升高，Cu離子脅迫濃度也是有一定程度的升高。由于在養(yǎng)殖廢水排放標(biāo)準(zhǔn)中出水COD濃度是最重要的指標(biāo)，由試驗(yàn)得知，常溫厭氧發(fā)酵下Cu離子脅迫濃度為5.99mgL-1，中溫

3、厭氧發(fā)酵下為6.1mgL-1。 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在豬場(chǎng)廢水常溫厭氧發(fā)酵中，Cu離子濃度為5mgL-1時(shí)總產(chǎn)氣量(650mL)為最高，以20mgL-1時(shí)總產(chǎn)氣量(335mL)為最低；而在中溫厭氧發(fā)酵中，以Cu離子濃度為0mgL-1時(shí)總產(chǎn)氣量(1018.5mL)為最高，以20mgL-1時(shí)總產(chǎn)氣量(523mL)為最低。這說明在常溫下Cu離子濃度不高于5mgL-1的情況下，Cu離子對(duì)主要產(chǎn)氣菌甲烷菌的生長是起一定促進(jìn)作用的，可能是作為微生物

4、體內(nèi)輔基或輔酶的必須成分發(fā)揮作用。這也表明在中溫條件下，產(chǎn)甲烷菌和產(chǎn)酸菌的活性都有一定程度的提高，所以其產(chǎn)氣量要大大超過相同濃度水平的常溫組。但隨著溫度升高，產(chǎn)氣菌對(duì)Cu離子的耐受性有一定下降。 常溫厭氧發(fā)酵時(shí)，Cu離子濃度為0mgL-1水平時(shí)VFA值最高(8895mdgL-1)，其次則為20mgL-1水平(8665mgL-1)，而在中溫條件下Cu離子濃度為0mgL-1水平時(shí)為最高(9885mgL-1)。對(duì)于VFA而言，受Cu

5、離子的抑制作用不如產(chǎn)氣率和COD去除率那樣明顯和富有規(guī)律性。這是由于Cu離子超過脅迫濃度后可能對(duì)甲烷菌產(chǎn)生了抑制，造成VFA的積累以及水解酶和產(chǎn)氫產(chǎn)酸菌隨著Cu離子濃度升高在一定程度會(huì)受到毒害這正負(fù)兩方面綜合作用的結(jié)果。 在整個(gè)常溫厭氧發(fā)酵周期，pH變化集中于7.3～8.2之間，而中溫pH變化集中于7.3～8.3之間。各濃度水平之間變化幅度相差不大，即受Cu離子的抑制作用影響不明顯，這也間接證明Cu離子主要針對(duì)產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生毒害

6、作用而非產(chǎn)酸菌。從整個(gè)發(fā)酵周期趨勢(shì)來看，常溫組pH略低于中溫組，這可能是由于在常溫下，甲烷菌的活性較低，產(chǎn)酸速度和產(chǎn)氣速度會(huì)在一段時(shí)間內(nèi)失去平衡，出現(xiàn)一定的酸積累，抑制甲烷菌的降解和轉(zhuǎn)化。 通過生物相觀察發(fā)現(xiàn)，在脅迫濃度水平，產(chǎn)甲烷短桿菌屬數(shù)量急劇減少，且出現(xiàn)菌體形態(tài)異常的情況，產(chǎn)甲烷球狀菌屬出現(xiàn)少量增加。這證明Cu離子主要針對(duì)產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)生毒害作用，但甲烷球狀菌屬對(duì)Cu離子的毒害作用的耐受性強(qiáng)于產(chǎn)甲烷短桿菌屬。 綜合

7、考慮運(yùn)行效率和運(yùn)行成本，可以確定在污水SBR處理系統(tǒng)中，基于COD去除工藝的SBR最優(yōu)工況為運(yùn)行周期為540min，即限制性曝氣進(jìn)水75min，曝氣315min、沉淀75min，排水50min、閑置25min?；诿摰椎淖顑?yōu)工況是運(yùn)行周期為660min，即進(jìn)水60min，缺氧60min，曝氣420min、沉淀60min、排水60min。 Cu對(duì)污水SBR處理系統(tǒng)的運(yùn)行有一定的脅迫作用。在基于COD去除的工況中，Cu的脅迫

8、臨界濃度分別為Cu2+對(duì)SBR的臨界脅迫濃度分別為4.956mgL-1(按Cu2+排放標(biāo)準(zhǔn))和2.994mgL-1(按COD排放標(biāo)準(zhǔn))：在基于脫氮除磷的工況中，Cu2+的脅迫臨界濃度為0.6813mgL-1，另外，進(jìn)水CH2+濃度對(duì)COD去除率的影響較為明顯，而對(duì)出水Cu2+的去除率影響較弱。 在Cu2+存在下，可降低COD基質(zhì)降解的一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)K，同時(shí)豬場(chǎng)廢水中可生物降解的COD濃度以及COD可生化率在一定程度上得以上