CN111892165A - 一种提高养猪废水脱氮效率的方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高养猪废水脱氮效率的方法。主要解决了目前养猪废水脱氮成本高的问题。其特征在于：包括以下步骤:步骤一、将菌糠捏碎、自然风干后，与水以固液比10‑30%（v/v）加入至厌氧反应器中；接种后调至pH 6‑8在室温下发酵20‑40天；步骤二、发酵结束后，真空抽滤除去固态残渣，并将所得液态有机物于室温下静止30‑60 min，再次真空抽滤后，室温下密封备用;步骤三、将上述液态有机物加入至处理养猪废水的SBR反应器中。本发明作为一种利用菌糠快速提高养猪废水脱氮效率的方法，完全实现以废治废，且出水能很好地达到相关的标准要求，具有可观的社会与经济效益。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种提高养猪废水脱氮效率的方法。
背景技术
随着养猪业向规模化方向发展，养猪废水的集中排放量越来越大，给环境造成了严重威胁。无论是干清粪养猪废水，还是经固液分离预处理后的水泡粪养猪废水，都具有高氨氮、低C/N比的特征，如何在高效去除氨氮的同时实现有效脱氮是养猪废水处理的重点和难点。尽管针对这一特殊水质，已经开发出多种处理工艺，且均获得了不错的实践成果，但却毫无例外地面临一个共性问题：运行成本相对较高，其中仅补充碳源的成本就可占总成本的50%左右。因此，在现有的技术条件下，开发高效、廉价、易用的补充碳源将是最直接且有效的方法。
目前，养猪废水的好氧处理技术较为常见的是SBR等工艺。从处理效果来说，尽管组合工艺有着较好的有机物与氮磷去除效果，但是对于环保成本支付能力有限的养猪场来说，总体的运行费用偏高。尤其是针对低碳氮比的养猪废水，处理过程中需要投加适量有机物作补充碳源，使用最为广泛的是以甲醇、乙酸、葡萄糖和乙醇为主的传统碳源，但由于工业生产的相关有机物都价格昂贵，极大地限制了上述碳源的广泛使用。
据统计，我国己成为世界上第一大食用菌生产国，年产食用菌约为1000万t，占世界产量的70%以上。SMC是由食用菌和菌丝残体以及经食用菌分解的纤维素、半纤维素、木质素组成的复合物，不仅含有氨基酸、蛋白质、糖及脂肪等可溶性碳源，还含有丰富的微量元素，可谓是营养成分相对高而全。目前，SMC除一小部分被用做饲料、饵料及燃料外，绝大部分被丢弃，造成资源浪费的同时严重污染环境。
发明内容
为了克服背景技术的不足，本发明提供一种提高养猪废水脱氮效率的方法，主要解决了目前养猪废水脱氮成本高的问题。
一种提高养猪废水脱氮效率的方法，包括以下步骤:
步骤一、将菌糠捏碎、自然风干后，与水以固液比10-30%（v/v）加入至厌氧反应器中；接种后调至pH 6-8在室温下发酵20-40天；
步骤二、发酵结束后，真空抽滤除去固态残渣，并将所得液态有机物于室温下静止30-60 min，再次真空抽滤后，室温下密封备用;
步骤三、将上述液态有机物加入至处理养猪废水的SBR反应器中。
所述步骤三中，菌糠发酵液添加量为控制废水的碳氮比为10-15。
所述步骤三中，SBR反应器的运行参数依次为5-15min进水，200-300 min好氧，40-80 min厌氧，20-40 min沉降和10-20 min排水，好氧曝气阶段溶氧控制在2-4 mg/L，常温运行。
所述SBR反应器的运行参数依次为10min进水，250 min好氧，60 min厌氧，30 min沉降和15 min排水。
所述菌糠为海鲜菇。
步骤一中的发酵时间为30天,PH值为7。
本发明的有益效果是：本发明作为一种利用菌糠快速提高养猪废水脱氮效率的方法，完全实现以废治废，且出水能很好地达到相关的标准要求，具有可观的社会与经济效益。
附图说明
图1 添加菌糠发酵液前后无机氮的变化趋势。
图2 添加菌糠发酵液前后总氮及化学需氧量的变化趋势。
图3 添加菌糠发酵液前后活性污泥中的微生物种群变化。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：一种提高养猪废水脱氮效率的方法，包括以下步骤:
步骤一、将菌糠捏碎、自然风干后，与水以固液比10-30%（v/v）加入至厌氧反应器中；接种后调至pH 6-8在室温下发酵20-40天；
步骤二、发酵结束后，真空抽滤除去固态残渣，并将所得液态有机物于室温下静止30-60 min，再次真空抽滤后，室温下密封备用;
步骤三、将上述液态有机物加入至处理养猪废水的SBR反应器中。
所述步骤三中，菌糠发酵液添加量为控制废水的碳氮比为10-15。
所述步骤三中，SBR反应器的运行参数依次为5-15min进水，200-300 min好氧，40-80 min厌氧，20-40 min沉降和10-20 min排水，好氧曝气阶段溶氧控制在2-4 mg/L，常温运行。
所述SBR反应器的运行参数依次为10min进水，250 min好氧，60 min厌氧，30 min沉降和15 min排水。
所述菌糠为海鲜菇。
步骤一中的发酵时间为30天,PH值为7。
实施例1，
步骤一、将菌糠捏碎、自然风干后，与水以固液比10%（v/v）加入至厌氧反应器中；接种后调至pH 6在室温下发酵20天；
步骤二、发酵结束后，真空抽滤除去固态残渣，并将所得液态有机物于室温下静止30min，再次真空抽滤后，室温下密封备用;
步骤三、将上述液态有机物加入至处理养猪废水的SBR反应器中。
实施例2，
步骤一、将菌糠捏碎、自然风干后，与水以固液比30%（v/v）加入至厌氧反应器中；接种后调至pH8在室温下发酵40天；
步骤二、发酵结束后，真空抽滤除去固态残渣，并将所得液态有机物于室温下静止60min，再次真空抽滤后，室温下密封备用;
步骤三、将上述液态有机物加入至处理养猪废水的SBR反应器中。
实施例3，
步骤一、将菌糠捏碎、自然风干后，与水以固液比20%（v/v）加入至厌氧反应器中；接种后调至pH 7在室温下发酵30天；
步骤二、发酵结束后，真空抽滤除去固态残渣，并将所得液态有机物于室温下静止45min，再次真空抽滤后，室温下密封备用;
步骤三、将上述液态有机物加入至处理养猪废水的SBR反应器中。
表1和表2分别为菌糠厌氧发酵液中所含有的微量元素和有机酸成分。从微量元素角度，镁元素是很多酶的激活剂；铁元素为细胞色素cd1型亚硝酸还原酶辅助因子；铜元素在构建氧化亚氮还原酶的活性中心过程中具有重要作用。从碳源角度，乙酸相对于其它碳源无需修饰便可直接进入生物代谢途径中，进而更加有益于反硝化过程。因此，作为补充碳源，菌糠厌氧发酵液的优势极其明显。
表1 菌糠厌氧发酵液中的微量元素成分
| 微量元素 | Mg | Fe | Cu | Zn | Mn | Se |
| 含量（mg/kg） | 541.7 | 16.2 | 21.9 | 44.3 | 9.1 | 2.3 |
表2 菌糠厌氧发酵液中的主要有机酸成分
| 有机酸 | 乙酸 | 乙醇酸 | 乳酸 |
| 含量（g/L） | 3.3 | 1.5 | 0.7 |
SBR反应器成功启动后，进入适当稀释的低碳氮比养猪废水。通过添加菌糖厌氧发酵液控制C:N=10:1，溶氧控制在2-4 mg/L，运行温度为室温。整个过程分为两个阶段，阶段1没有添加菌糠发酵液，阶段2以菌糠发酵液作为外加碳源，运行中的变化情况见图1和图2。在添加菌糠发酵液后，NH4+-N的去除效率由50%左右提高至70-80%；同样地，TN和COD的去除效率均由添加菌糠发酵液前的20-40%上升到添加后的60-80%。
将添加菌糠发酵液前后的活性污泥进行高通量测序，结果如图3所示。很明显，加入菌糠发酵液后出现了多种有代表性的具有脱氮功能的微生物，如Zoogloea和Hydrogenophaga。
以上可以从多角度、多层次证明，菌糠发酵液可以有效提高养猪废水的脱氮效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例不应视为对本发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种提高养猪废水脱氮效率的方法，其特征在于：包括以下步骤:
步骤一、将菌糠捏碎、自然风干后，与水以固液比10-30%（v/v）加入至厌氧反应器中；接种后调至pH 6-8在室温下发酵20-40天；
步骤二、发酵结束后，真空抽滤除去固态残渣，并将所得液态有机物于室温下静止30-60 min，再次真空抽滤后，室温下密封备用;
步骤三、将上述液态有机物加入至处理养猪废水的SBR反应器中。
2.根据权利要求1所述的一种提高养猪废水脱氮效率的方法，其特征在于：所述步骤三中，菌糠发酵液添加量为控制废水的碳氮比为10-15。
3. 根据权利要求1所述的一种提高养猪废水脱氮效率的方法，其特征在于：所述步骤三中，SBR反应器的运行参数依次为5-15min进水，200-300 min好氧，40-80 min厌氧，20-40min沉降和10-20 min排水，好氧曝气阶段溶氧控制在2-4 mg/L，常温运行。
4. 根据权利要求1所述的一种提高养猪废水脱氮效率的方法，其特征在于：所述SBR反应器的运行参数依次为10min进水，250 min好氧，60 min厌氧，30 min沉降和15 min排水。
5.根据权利要求1所述的一种提高养猪废水脱氮效率的方法，其特征在于：所述菌糠为海鲜菇。
6.根据权利要求1所述的一种提高养猪废水脱氮效率的方法，其特征在于：步骤一中的发酵时间为14天,PH值为7。
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| CN109266696A (zh) * | 2018-10-09 | 2019-01-25 | 中国科学院生态环境研究中心 | 一种白腐真菌预处理技术提高蘑菇渣厌氧发酵效率的方法 |
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-
2020
- 2020-07-24 CN CN202010724109.5A patent/CN111892165A/zh active Pending
Patent Citations (5)
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