1、隨著我國畜禽養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大，削減規(guī)模化養(yǎng)殖場廢棄物污染負(fù)荷已經(jīng)成遏制農(nóng)業(yè)面源污染的關(guān)鍵。碳氮比例失調(diào)是養(yǎng)殖廢水生物處理的主要限制因子。分步進水序批式反應(yīng)器(SFSBR)是一種依靠多步缺氧進水補充反硝化碳源的生物脫氮強化工藝。為促進SFSBR工藝在畜禽養(yǎng)殖場廢水處理中的應(yīng)用和發(fā)展，本研究圍繞SFSBR生物脫氮問題，以豬場廢水為處理對象，通過實驗室模擬實驗，從污染物變化、污泥性狀和氧化還原電位(ORP)、pH、溶解氧(DO)過程控制參數(shù)三

2、個方面探明曝氣強度、進水負(fù)荷、進水碳氮比、進水分配對SFSBR工藝特性的影響，確定SFSBR處理豬場廢水生物脫氮最佳工藝參數(shù)，探明ORP、pH、DO動態(tài)變化特征，論證SFSBR內(nèi)污泥顆?；尚行?。通過實驗研究和理論分析，取得以下主要結(jié)果： 有機污染物降解遵循一級反應(yīng)關(guān)系時，去除有機物SFSBR工藝中有機物去除效率是反應(yīng)時間和進水次數(shù)的函數(shù)，延長反應(yīng)時間或增加進水次數(shù)有利于提高SFSBR有機物去除率；生物脫氮型SFSBR中各“非曝

3、氣一曝氣”子循環(huán)發(fā)生完全反硝化-硝化時，降低最后一步進水體積分?jǐn)?shù)(β)或增加換水量(V<,0>/V<,F>)有助于提高SFSBR生物脫氮效率。泥齡相同條件下SFSBR所需反應(yīng)器容積小于傳統(tǒng)A/O型SBR工藝所需容積。 進水負(fù)荷、曝氣強度、進水體積比、進水碳氮比直接影響進水量遞減型SFSBR處理豬場廢水工藝特性。兩步減量進水SFSBR中，提高有機負(fù)荷(進水碳氮比隨機變化)SFSBR內(nèi)生物脫氮過程受到抑制；提高曝氣強度利于提高SFS

4、BR曝氣階段硝化速率，縮短硝化時間，改善生物除磷效率；降低進水體積比(>1:1)SFSBR生物脫氮效率提高不顯著，而生物除磷過程得到強化。三步減量進水SFSBR中，提高進水氮負(fù)荷(進水碳氮比固定)，反硝化及生物除磷過程受到限制；提高SFSBR進水碳氮比有助于提高反應(yīng)器內(nèi)反硝化效率，強化生物除磷過程。SFSBR因過有機負(fù)荷硝化完全停止時和反硝化效率提高時，反應(yīng)器內(nèi)ORP和pH變化幅度發(fā)生特征性變化。 SFSBR內(nèi)污泥顆?；哂锌尚?/p>

5、性。以豬場廢水為營養(yǎng)基質(zhì)，在SFSBR內(nèi)培養(yǎng)的顆粒污泥呈黃褐色，直徑0.5～1.0mm，微生物菌相豐富。進水負(fù)荷和進水碳氮比主要影響顆粒污泥胞外多聚物(ECPs)分泌量及顆粒污泥結(jié)構(gòu)，高進水負(fù)荷和高進水碳氮比條件下顆粒污泥ECPs增多，顆粒污泥結(jié)構(gòu)致密。污泥微生物聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)檢測結(jié)果表明，反應(yīng)器內(nèi)混合污泥微生物多樣性隨著進水碳氮比提高而增加。正交實驗結(jié)果表明不同工藝參數(shù)對顆粒污泥型SFSBR(G-

6、SFSBR)處理豬場廢水脫氮效果和污泥性狀影響效應(yīng)不同：氮負(fù)荷對出水氮素濃度(氨氮、亞硝態(tài)氮與硝酸鹽氮濃度總和)影響最大，曝氣強度對氮凈去除率(NNER)影響最大，進水碳氮比對污泥體積指數(shù)(SVI)及顆粒污泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)(f<,0.5mm>)影響最大，但進水體積比(>1:1)對顆粒污泥質(zhì)量分?jǐn)?shù)(f<,0.5mm>)影響較小，對反應(yīng)器生物脫氮效果影響不顯著。G-SFSBR處理豬場廢水最佳工藝條件為進水碳氮比7.0mgCOD/mgNH<,4><

7、'+>-N，進水體積比3:1，進水氮負(fù)荷0.026gNH<,4><'+>-N/(gVSS·d)，曝氣強度4.2 L/(m<'3>·s)，在該實驗條件下出水無機氮濃度最低、氮凈去除率最高，分別為21mg/L和72％。污泥微生物PCR-DGGE檢測結(jié)果表明，G-SFSBR污泥微生物種群結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較強，而脫氮參數(shù)優(yōu)化對污泥微生物種群和豐度有影響，顆粒污泥及混合污泥微生物種群向優(yōu)勢化菌群方向發(fā)展。 進水量遞減型SFSBR系統(tǒng)內(nèi)ORP、p

8、H、DO變化與生物脫氮過程關(guān)聯(lián)度與進水分配相關(guān)。SFSBR進水氨氮濃度及硝化時間與曝氣強度相匹配時，ORP“氮突破點”可以指示硝化結(jié)束，ORP“硝酸鹽膝”指示內(nèi)源代謝顯著的反硝化結(jié)束。pH“氨谷”可指示硝化結(jié)束，但其靈敏性受氨氮初始濃度和硝化時間的限制。另外，非曝氣階段ORP下降幅度及完全硝化過程pH下降幅度均可作為SFSBR工藝進水分配的控制參數(shù)。SFSBR系統(tǒng)內(nèi)硝化過程中ORP及pH變化速率可用于硝化速率估計。DO飆升指示硝化結(jié)束，