1、隨著我國畜禽養(yǎng)殖業(yè)的快速發(fā)展以及不可再生能源的短缺,迫切需要研究、解決日益嚴重的畜禽糞便廢水污染及生物能源再利用問題。本文既是結合牛糞廢水的特點,采用厭氧消化-SBR-絮凝組合工藝對其進行綜合處理,克服以往單獨以處理廢水為目的的做法,達到既可以獲得可再生能源,又能夠治理廢水污染的雙重目的,具有重要的經(jīng)濟、社會效益。牛糞廢水的厭氧消化是本文研究的核心。
　　為了高溫厭氧消化過程的快速啟動和平穩(wěn)運行,獲得更多的厭氧消化氣,本文首先進行

2、了接種物的篩選、培養(yǎng)和馴化研究,重點考察了接種物種類、培養(yǎng)條件等因素對廢水厭氧消化性能的影響。結果表明:采用生活污水處理廠的二沉池污泥與厭氧消化污泥混合物來培養(yǎng)接種物效果良好,具體表現(xiàn)在:厭氧消化反應啟動較快,產(chǎn)氣過程較平穩(wěn),產(chǎn)氣持續(xù)時間長,產(chǎn)氣量大;體系的pH值比較穩(wěn)定,對揮發(fā)性酸的積累具有更強的緩沖能力;對COD的去除率也相對較高。在此基礎上,采用選定的接種物,實驗研究了溫度、進水有機物濃度以及微量元素等對牛糞廢水厭氧消化過程中甲烷

3、產(chǎn)率及COD去除率的影響。
　　結果顯示:溫度對牛糞廢水厭氧消化產(chǎn)氣狀況影響較大,相對室溫而言,高溫厭氧消化產(chǎn)氣量高,且其中甲烷含量也比較高(63％),經(jīng)厭氧消化后,廢水COD去除率達57％。進水COD濃度對沼氣產(chǎn)量有一定的影響,隨著進料COD濃度增加,雖然總產(chǎn)氣量增加,但是單位質量COD的產(chǎn)氣量(甲烷轉化率)以及COD去除率有所減小;微量元素的加入對低濃度廢水影響不大,但對高濃度廢水高溫厭氧消化情況有一定改善,且不同微量元素對厭

4、氧消化過程影響不同,微量元素Fe2+,Mg2+、Ni2+的適宜添加量不大于0.5 mmol/L。結合牛糞廢水高溫厭氧消化的實驗研究結果,利用Stover-Kineannon動力學模型,建立了牛糞廢水高溫厭氧消化動力學方程,其中:最大反應速率常數(shù)Umax=13.18 gCOD/(L溶液·d),飽和常數(shù)Kb=13.77 gCOD/(L溶液·d)。另外,通過研究高溫厭氧消化過程中甲烷產(chǎn)率的動力學關系,得到甲烷最大產(chǎn)率常數(shù)Mmax=18.11L

5、gas/(L溶液·d);甲烷產(chǎn)率系數(shù)Mb=49.31 gCOD/(L溶液·d)。這些動力學研究成果,對厭氧消化反應器的設計及運行具有重要的理論意義。
　　考慮到牛糞廢水經(jīng)高溫厭氧消化后有機物含量仍然較高,本文采用自制的SBR反應器對厭氧消化液做進一步處理,重點研究了普通絮狀活性污泥的培養(yǎng)、顆粒污泥的培養(yǎng)、兩種污泥對污染物去除能力的對比、SBR絮狀污泥處理過程中各參數(shù)對處理效果的影響以及SBR工藝處理高溫厭氧消化液的動力學行為。結果

6、表明:當高溫厭氧消化液的COD在0.5~1.6 g/L之間變化時,SBR反應器表現(xiàn)出較強的抗負荷沖擊能力;兩種污泥對厭氧消化液中污染物去除能力都比較高,其中采用顆粒污泥進行處理,SBR出水懸浮物含量較低,且對COD、總氮(TKN)的去除略優(yōu)于絮狀活性污泥;另外,結合SBR絮狀活性污泥處理厭氧消化液實際情況,建立了SBR反應器中COD降解的動力學方程。
　　最后,針對SBR處理出水仍有較多細小纖維素等懸浮物的特點,本文采用化學絮凝方

7、法,對SBR凈化水進行二級處理,旨在降低廢水色度、懸浮物含量以及有機物濃度等。實驗考察了絮凝劑種類、絮凝劑用量、攪拌速度、絮凝沉淀時間等因素對廢水處理效果的影響,得出較佳的絮凝條件,即:采用聚合氯化鋁作為絮凝劑、絮凝劑濃度1.5g/L、攪拌速度120r/min、慢速攪拌時間2.5min、沉淀時間20min。在此條件下,處理水的COD濃度低于400mg/L、懸浮物含量144mg/L、色度為48。本文利用高溫厭氧消化并結合SBR-絮凝法對經(jīng)