厌氧膜生物反应器处理猪粪水的氨氮抑制调控研究

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随着我国畜禽养殖业的规模化与集约化,养殖废水已成为急需解决的环境污染源之一。养殖废水具有高COD、高氨氮的特点,传统的养殖废水处理技术存在工艺流程长,能耗高,运行维护难等不足,其中氨氮抑制是影响厌氧消化处理的重要因素。因此本研究采用厌氧膜生物反应器(Anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)处理高浓度猪粪水,开展氨氮抑制的调控研究。  BMP批量试验结果表明,以啤酒废水处理的厌氧污泥为接种污泥,氨氮浓度超过2000mg/L时,猪粪水厌氧消化产生氨氮抑制现象,主要表现为累积产甲烷量的降低,产气延迟增大,产气速率下降。  提高接种污泥量可有效改善猪粪水厌氧消化氨氮抑制的问题。经过一定时期的驯化,高氨氮浓度下的累积产甲烷量达到了与低氨氮浓度下相当的水平,同时产甲烷古菌群落结构经过驯化之后也发生了较大的改变。接种驯化厌氧污泥可有效改善猪粪废水厌氧消化的氨氮抑制。接种驯化厌氧污泥后,当氨氮浓度达到6000mg/L时累积产甲烷量仍然可以达到与氨氮浓度为2000mg/L对照组相当的水平。猪粪废水厌氧消化过程中pH会不断升高, pH控制在7.2~7.9可有效缓解氨氮抑制的发生。  基于上述结果,开发了基于沼气产率-pH-液位联合实时调控模式的AnMBR反应器处理高浓度猪粪水。300天运行结果表明,该调控模式不仅可有效提高反应器容积负荷,改善沼气产率,缓解氨氮抑制。当进水COD在9000mg/L到45000mg/L之间时,平均COD去除率可达到90%;而且可在氨氮浓度为5000mg/L左右下正常运行。
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