畜禽养殖废水厌氧消化和沼液好氧后处理关联特性研究
青 鹏1,李 清2,祝其丽2,胡启春2,孙 辉1
【摘 要】摘 要:本文综述了畜禽养殖废水厌氧消化和沼液好氧处理之间的关联性,分析了沼液的可生化性及其研究方法,侧重讨论了沼液后处理技术研究进展。 【期刊名称】中国沼气 【年(卷),期】2010(028)004 【总页数】4
【关键词】关键词:养殖废水;厌氧消化;沼液;好氧后处理
Abstract:The correlation characteristics between anaerobic digestion and aerobic post-treatment for treatingwastewater on livestock farm was studied.The biodegradability of digested effluent and its evaluationmethodswere analyzed,and the progress on post-trea tment technologieswas discussed. Key
words:livestock
wastewater;anaerobic
digestion;digested
effluent;aerobic post-trea tment
近年来,畜禽养殖业加速发展,规模化畜禽饲养的比例不断扩大,随之养殖污水所造成的环境问题也更加突出。国内外的发展经验证明,利用厌氧消化技术处理畜禽废水,制取沼气,使废弃物减量化、资源化、无害化。改善环境,实现经济的可持续发展,已成为畜禽废水处理不可或缺的重要单元之一[1～3]。众所周知,处理养殖业沼液的最好方式是还田,但受我国人多地少的国情制约,部分地区耕地资源无法承受规模庞大的养殖业污水的排放。又由于沼液中氮磷含量高,细菌指标也可能超标,如果不进行妥善处理,任意排放,必然造成二次污染,故沼液的后处理日
益受到人们的重视。我国东部沿海经济发达地区受土地紧张和养殖规模大的双重约束,畜禽养殖粪污厌氧消化沼液不能还田利用,必须经过处理后达标排放,但研究和实践表明,沼气工程和好氧处理的简单组合基本不能实现出水的达标排放,且能耗过高,所以,迫切需要研究和开发新的技术。
1 畜禽废水的厌氧消化处理
畜禽养殖场粪污除具有排放量大、有机物浓度高、SS含量高的特点外,同时畜禽养殖污水的可生化性好,厌氧消化较为容易,利用畜禽废水厌氧消化产沼气开发可再生能源效果好。目前我国规模化养殖场沼气工程的建设速度非常快,已经建成一批日产沼气超过万立方的特大型养殖场沼气工程[4]。
选择厌氧消化工艺处理养殖废水较其它工艺处理技术具有明显的优势:1)兼顾环境保护、生物质能源开发和循环农业发展,综合效益明显;2)处理适应性强,不同类型、不同浓度的畜禽养殖粪污均可以有效处置;3)投资较省、运行费用低;4)不产生大量剩余污泥等诸多优点。国内外大多数沼气工程采用全混合和推流式沼气发酵工艺,从实践来看这两种工艺非常适合用于处理含高悬浮物(SS)的畜禽粪污。近年来在高浓度发酵装置,搅拌输送设备,热交换设备和制罐技术等方面上取得突破性,从而推动了沼气工程发展。经过全混合或者推流式沼气发酵处理后的沼液一般仍含有较高的COD,同时N,P几乎全部保留,这种沼液通常用于还田[4]。 经过固液分离前处理的养殖污水也有采用上流式厌氧污泥床(UAS B)、厌氧滤器(AF)、升流式固体反应器(USR)和内循环厌氧反应器(IE)等厌氧消化工艺,这些工艺的去除效率较高,沼液的COD残余量也较低,更容易与后处理衔接后满足达标排放要求[5～6]。
2 沼液特点和可生化性
2.1 沼液的水质特点
畜禽养殖粪污经过厌氧消化处理后,沼液与原水相比有机物有40%～90%的削减,但仍然残留部分COD。沼液中COD残留的多少与进水水质、浓度、消化时间等有关。养殖场不同季节的用水情况差别很大,这也影响到原水水质和浓度,进而影响到沼液。
厌氧消化过程对于TN和TP的去除是微弱的,通常小于10%,但是由于厌氧消化过程中的矿化作用,氮和磷的化合物形态发生很大变化,沼液中氨态氮和无机磷浓度大大增加。
沼液中除了COD,TP,TN等主要水质指标不能满足排放要求外,卫生指标也常常不能满足排放要求,需要在后处理过程中解决。 2.2 沼液可生化性及其评价方法
废水的可生化性也称废水的生物可降解性,即废水中有机污染物被生物降解的难易程度,是废水的重要特征之一。废水存在可生化性差异的主要原因在于废水中的有机物的含量和构成。废水中除了含有一些易被微生物分解的有机物外,还含有一些不易被微生物分解、甚至对微生物的生长产生抑制作用的有机物。有研究发现,猪粪水总COD中,容易降解COD约占29%,慢降解COD占约60%,难降解COD占约11%[7]。厌氧消化中污染物降解不同步,易降解和慢降解COD先转化,造成沼液碳氮比失调,进而影响到微生物生长和处理效果,这是沼液可生化性差的主要原因,此外,废水碳氮比和营养成分的缺少也影响到废水的可生化性[8～9]。
国内外可生化性的评价方法大致可分为好氧呼吸法、微生物数量活性法、脱氧酶活性法和综合模拟实验法等方法[10～13]。好氧呼吸法的理论基础是:在微生
畜禽养殖废水厌氧消化和沼液好氧后处理关联特性研究
