2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著養(yǎng)豬業(yè)的向規(guī)模化方向發(fā)展,養(yǎng)豬廢水的集中排放量越來越大,給環(huán)境造成了嚴重威脅,如何經(jīng)濟有效地對其進行處理,以滿足日益嚴格的排放標準,成為養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需求。目前,常見的工程處理技術以序批式活性污泥法(SBR)、升流式厭氧污泥床(UASB)及其組合工藝為主,主要用于經(jīng)固液分離預處理后的水泡糞養(yǎng)豬廢水和干清糞養(yǎng)豬廢水的處理,存在管理復雜、運行成本高等不足。無論是干清糞養(yǎng)豬廢水,還是經(jīng)固液分離預處理后的水泡糞養(yǎng)豬廢水,都具有高氨氮

2、、低C/N比的特征,如何在高效去除氨氮的同時實現(xiàn)有效脫氮是養(yǎng)豬廢水處理的重點和難點。以氨氮的去除和有效脫氮為目標,融合土壤滲濾處理成本低和生物滴濾池占地面積較省的優(yōu)點,提出并構(gòu)建了一種土壤-木片填料生物濾池(SWBF),就其處理干清糞養(yǎng)豬廢水的效能和機制進行了研究。
  以木片填料濾池(WBF)和礫石填料濾池(GBF)為對照的啟動和運行試驗證明,以SWBF處理干清糞養(yǎng)豬廢水在技術上是可行的。對于COD和氨氮分別為181-509mg

3、/L和192.8-802.0mg/L的干清糞養(yǎng)豬廢水,在表面水力負荷(SHL)為0.2m3/m2·d的條件下,SWBF在氨氮和總氮去除方面具有顯著優(yōu)勢,去除率分別可達83.8%和41.3%。SEM觀察發(fā)現(xiàn),在SWBF中的木片和土壤顆粒表面,生物膜形態(tài)更加多樣,且有更多氨氧化細菌(AOB)的富集,是SWBF高效去除氨氮的主要生物學機制。COD去除/TN去除分析表明,木片為反硝化脫氮提供了部分碳源。
  SHL對SWBF處理效能的影響

4、研究結(jié)果表明,處理干清糞養(yǎng)豬廢水的適宜SHL為0.2m3/m2·d。在進水COD濃度為266mg/L左右(氨氮濃度約為467.7mg/L),SHL為0.08m3/m2·d的條件下,系統(tǒng)的COD、氨氮和總氮去除率分別平均為60.7%、84.2%和34.8%。當SHL提高為0.2m3/m2·d后,系統(tǒng)的COD和氨氮平均去除率分別降低為60.3%和68.9%,但總氮去除率顯著提高,達到了43.5%左右。當SHL進一步提高到0.32m3/m2·

5、d后,系統(tǒng)仍能保持穩(wěn)定運行,但對COD、氨氮和總氮去除率分別降低到了56.9%、53.3%和20.9%。
  由于生豬養(yǎng)殖的周期性,養(yǎng)豬場排放的廢水水質(zhì)也隨之發(fā)生顯著改變。為此,探討了SWBF在SHL0.2m3/m2·d下,進水水質(zhì)對系統(tǒng)去除效能的影響。結(jié)果表明,在進水COD濃度從152mg/L(氨氮175.5mg/L)分階段提高為326mg/L(氨氮568.7mg/L)和421mg/L(氨氮788.7mg/L)后,系統(tǒng)的COD平

6、均去除率從52.3%提高到了61.2%,而氨氮去除率則從84.2%降低到了61.5%。系統(tǒng)的最佳總氮去除率43.5%則出現(xiàn)在進水COD326mg/L(氨氮568.7mg/L)的條件,此時系統(tǒng)的COD和氨氮去除率分別為58.0%和68.9%。相對于水質(zhì)變化,SWBF對SHL的變化更加敏感,而且脫氮作用比氨氮去除受SHL變化影響更明顯。
  鑒于SBR是目前干清糞養(yǎng)豬廢水處理的主要工藝之一,對比分析了其與SWBF在處理效果、技術經(jīng)濟性

7、方面的差異。結(jié)果表明,在處理水量相同,SWBF的SHL為0.2m3/m2·d、SBR曝氣時間為5h的條件下,兩者COD去除率相當,平均分別為48.2%和45.6%,而SWBF的氨氮平均去除率顯著高于SBR,分別為78.1%和64.0%。對于處理水量為200m3/d的干清糞養(yǎng)豬廢水處理工程,在出水水質(zhì)均滿足GB18596-2001排放要求的前提下,兩者的工程投資大體相當,但SWBF較SBR的直接運行費用低63%,且在運行管理方面更加簡易。

8、
  在上述試驗的各個穩(wěn)定階段,測量濾床10、30、50、70、90、110cm處土壤樣品中污染物的含量,結(jié)果表明廢水中有機物在30cm之上的區(qū)域基本降解完成,而50cm深度是木片腐敗物積累最多的區(qū)域。土壤中氨氮含量在50cm或30cm深處出現(xiàn)峰值,而硝態(tài)氮含量沿深度方向均表現(xiàn)為升高趨勢,但升高速率逐漸變緩。在闡明主要污染物在濾池縱深方向的變化規(guī)律基礎上,重點研究了氨氮在SWBF中的擴散和轉(zhuǎn)化機制,構(gòu)建出水氨氮濃度與濾床高度間的函

9、數(shù)關系,是用于廢水處理工程SWBF濾床高度設計的理想工具。
  SWBF的微生物群落結(jié)構(gòu)分析及污染物去除的生物學機制研究表明,系統(tǒng)中的溶解氧隨濾床深度遞減,但厭氧微環(huán)境的分布是相對均勻的。SWBF沿深度存在不同的功能區(qū),在70cm深度細菌種類最為豐富,降解木質(zhì)纖維素的微生物主要集中在0-50cm的濾層,在90-110cm深度區(qū)間存在大量降解萜烯類化合物的細菌類群。木質(zhì)腐解成為異養(yǎng)反硝化菌群的一種內(nèi)在碳源。10-50cm深度區(qū)域的氮

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