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脱氨剂和混凝剂处理厌氧发酵后的养猪废水
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2020-03-01 10:14:15 浏览次数:

[摘要]采用脱氨剂和混凝剂处理厌氧发酵后的养猪废水,试验结果表明:脱氨剂用量为1000mg/L时,可将TN从339.7mg/L降低到119.8mg/L,COD从1603mg/L降低到868mg/L,磷酸盐16.9mg/L降低到7.0/L;混凝剂+脱氨剂处理,可将总氮从TN从394.5mg/L降低到60.30mg/L,TN去除率达到84.7%,磷酸盐从16.9mg/L降低到3.7,去除率达77.8%,氨氮和磷酸盐达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)规定的排放标准;COD从1570mg/L降低到620mg/L,去除率达到60.5%,接近达到COD为400mg/L的排放标准,有利于后续处理的达标排放。

  养猪废水固液混杂,有机质、TN和磷酸盐浓度高,粘稠度大,冲击负荷大,导致养猪废水处理难度大,处理成本高。因此,有必要研究既能达标排发,又能降低工程投资省和运行费低的养猪废水处理工艺[1]。

  目前养猪废水大多经过厌氧处理,然后再采用好氧处理。由于C/N不匹配,往往要外加碳源,处理成本高,处理效果也不理想。本项目利用厌氧处理后的养猪废水,采用投加脱氨剂和混凝剂的方法,不但可以大幅度降低后续处理的负荷,降低工程投资和运行费,而且可以将混凝处理的产生的污泥,由于富含有机质、N、P、Si、Mg、Ca,可作为多元有机-无机复合肥使用,达到变废为宝的目的[2-3]。

  1试验材料

  1.1养猪场废水

  取自仲恺农业工程学院钟村农场养猪场横流式厌氧流化床10天处理后的废水,水样呈黑褐色,有强烈刺激味。

  1.2试验药剂

  脱氨剂:铝硅酸盐经过加工和复配后作为脱氨剂,其主要成分为:20%SiO2、20%Al2O3、15%MgO、10%CaO和5%P,其中P可以根据废水含P情况进行增加和减少。

  混凝剂:聚合硫酸铝,加入废水后,反应速度快,形成的絮凝体大,容易沉淀。

  1.3试验方法

  (1)脱氨剂处理效果研究:取经过横流式厌氧流化床处理第十天的养猪废水1000mL于烧杯中,按照0、100、200、400、600、800、1000mg/L加入脱氨剂,搅拌2min,澄清30min,然后取上清液分析测定TN、COD、磷酸盐,以期得到脱氨剂的最佳用量。

  (2)混凝剂+脱氨剂用量研究:取经过横流式厌氧流化床处理第十天的养猪废水10L于塑料桶中,按照1000mg/L加入聚合氯化铝,搅拌2min,澄清30min,然后分别取上清液200mL于烧杯中,然后按照0、100、200、400、600、800、1000mg/L加入脱氨剂,搅拌2min,澄清30min,然后取上清液分析测定TN、COD、磷酸盐,以期得到混凝剂+脱氨剂的最佳用量。

  1.4测定方法

  COD采用重铬酸钾法,总氮的测定采用过硫酸钾消解法,磷酸盐的测定采用钼酸铵分光光度法。

  2结果与分析

  2.1脱氨剂处理效果研究

  2.1.1TN处理效果的研究

  不同脱氨剂用量对总氮去除效果的影响见表1。

  从表1可以得出,随着脱氨剂用量的增加,总氮残留量呈总体下降的趋势,用量为100mg/L时,去除率达49.5%;随后用量继续增加,去除率增加缓慢,当脱氨剂用量增加到1000mg/L时,可将TN从339.7mg/L降低到119.8mg/L,去除率达64.7%,基本达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)氨氮为80mg/L的标准[4]。

  2.1.2COD处理效果研究

  脱氨剂的主要作用是去除废水中的氨氮,但因为含有钙镁铁铝等离子,有混凝作用,因此对废水中的COD有一定的去除作用,不同脱氨剂用量对COD去除效果见表2。

  从表2可以看出,COD的去除率随脱氨剂的用量增加而增加,当用量为200mg/L,去除率达到35.0%;当用量为600mg/L,去除率达到45.9%。《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)COD的排放标准为400mg/L[4],可见经过脱氨剂处理后,可以大幅度降低COD的浓度,减低后续处理负荷。

  2.1.3磷酸盐去除效果的研究

  不同脱氨剂用量对磷酸盐去除效果的影响见表3。

  由表3可以得出,脱氨剂用量提高到800mg/L处时,磷酸盐去除率达到了56.2%;《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)磷酸盐的排放标准8mg/L[4],因此,脱氨剂用量为800mg/L,既可以达到排放标准,又可以降低处理成本。

  2.2混凝剂+脱氨剂处理效果研究

  2.2.1混凝剂+脱氨剂处理效果研究TN的研究

  厌氧养猪废水混凝后,不同脱氨剂用量对总氮去除效果的影响见表4。

  根据表4可得出,混凝剂用量为1000mg/L,TN去除率为54.5%,脱氨剂的用量为1000mg/L,TN从394.5mg/L降低到60.30mg/L,TN去除率为84.7%,其中脱氨剂的去除率达到了30.2%。《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)氨氮的排放标准为80mg/L,因此,混凝剂1000mg/L+脱氨剂1000mg/L,可以达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)氨氮的排放标准。

  脱氨剂用量与废水中总氮的关系可以表示为:

  y=-0.1015x+173.68

  其中y表示总氮的残留量(mg/L)x表示混凝后脱氨剂的用量(mg/L)。

  经统计检验,该方程达到了极显著水平(R=0.9702>R0.01,n=5),说明总氮的残留量与混凝后脱氨剂的用量呈极显著线性相关。按照此公式,厌氧养猪废水经过混凝处理后,根据脱氨剂用量,可以计算出处理后的总氮浓度。

  2.2.2混凝+脱氨剂处理COD效果研究

  混凝后不同脱氨剂用量对COD的去除效果见表5。

根据表4可以看出,混凝处理后,去除率达到35.0%,脱氨剂用量为400mg/L时,COD的浓度降低到620mg/L,去除率达到60.5%,提高了约25%;比单独使用脱氨剂,COD降低了283mg/L;继续增加脱氨剂用量时,COD反而增加,所以,混凝处理后,脱氨剂的用量为400mg/L比较适宜。《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)COD的排放标准为400mg/L,可见经过混凝处理后,再加脱氨剂处理时,COD的浓度降低到620mg/L,接近达到排放标准,有利于后续处理达标排放。

  2.2.3混凝+脱氨剂处理磷酸盐的效果研究

  混凝后不同脱氨剂用量对磷酸盐去除效果的影响见表6。

从表6可以看出,混凝处理后,磷酸盐可以达到《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)规定的8mg/L的排放标准,投加脱氨剂,进一步降低磷酸盐的含量,去除率增加10%~20%。

  3结论

  (1)脱氨剂用量为1000mg/L时,可将TN从339.7mg/L降低到119.8mg/L,去除率达64.7%,同时可将COD从1603mg/L降低到868mg/L,去除率达到45.9%,磷酸盐16.9mg/L降低到7.0/L,去除率达58.6%。(2)混凝剂+脱氨剂处理,可将总氮从TN从394.5mg/L降低到60.30mg/L,TN去除率达到84.7%,磷酸盐从16.9mg/L降低到3.7,去除率达77.8%,氨氮和磷酸盐达到了《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)规定的的排放标准;COD从1570mg/L降低到620mg/L,去除率达到60.5%,接近达到COD为400mg/L的排放标准,有利于后续处理的达标排放。

  作者简放陵,尹艳婷,梁雪媚,林锦媛

  (仲恺农业工程学院环境科学与工程学院,广东广州510225)