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目前针对干清粪工艺条件下的奶牛场废水的处理技术尚不够成熟,国家新推出的《畜禽养殖业水污染物排放标准》(征求意见稿)将排放标准进一步提高,增强处理效果、开发新的处理工艺成为了必要。本课题采用具有曝气和非曝气段的一体化曝气生物滤池(BAF)及其组合工艺,研究了其处理奶牛场废水的效果与工艺条件,使其达到排放标准。奶牛场废水采用BAF和序批式反应器(SBR)进行预处理,考察不同运行条件对于预处理效果的影响。建立底部BAF—中部曝气BAF和悬浮填料SBR—中部曝气BAF组合工艺系统,通过不同工况的调节,确立最佳处理效果及最佳工艺条件,并与中部曝气BAF处理效果及工艺参数作对比。研究内容包括:1、中部曝气BAF处理奶牛场废水达标情况下经济合理的运行方式和工艺条件;2、底部曝气BAF反应器预处理的最佳工艺条件;3、SBR反应器预处理时运行周期、曝气量及其曝气方式(连续曝气和间歇曝气)对处理效果的影响;4、两种组合工艺下不同运行条件对运行性能的影响,并对其进行优化。实验结果表明:(1)中部曝气BAF处理干清粪条件下的奶牛场废水时,出水NH4+-N、TN和COD可满足最新的《畜禽养殖业水污染物排放标准》(征求意见稿)中新建养殖场废水直接排放的限值要求。当曝气段和非曝气段的体积比为2:1时,在HRT为12h、回流比为2:1和气水比为20:1的条件下,进水NH4+-N、TN和COD分别平均为94.20mg/L、94.99mg/L和459.5mg/L时,出水NH4+-N、TN和COD分别平均为2.76mg/L、20.42mg/L和82.0mg/L。(2)底部曝气BAF预处理奶牛场废水时对于NH4+-N、COD和SS有较好的去除效果,但其对于TN和TP的去除效果并不明显。在HRT为4h时,气水比为10:1和5:1可以取得较好的氨氮去除效果,氨氮去除率可达80%以上,平均去除率分别为82.87%和79.25%;COD在稳定运行时平均去除率可达95%以上,出水COD较为稳定,平均为36.1mg/L;SS可从平均浓度为236.91mg/L降低到平均为7.29mg/L,平均去除率可达96.92%。(3) SBR反应器在投加悬浮填料后,对氨氮、总氮、COD、总磷和SS均有明显效果。运行周期为4h,进水负荷为0.4L/L,曝气强度为1.6L/(L·h)时,氨氮去除率最高可达62.91%,出水平均氨氮浓度为41.10mg/L;在周期为6h时,总氮的脱除率最高可达70%以上,且间歇曝气方式比不间断曝气的效果更好;COD的平均去除率为91.0%;TP的出水平均浓度为1.75mg/L,平均去除率为33.64%;SS的平均去除率达97.99%。(4)投加悬浮填料的SBR—中部曝气BAF系统对氨氮、总氮、总磷和SS均有较好的去除效果。出水氨氮浓度低于5mg/L,平均去除率达94.40%;在悬浮填料SBR运行条件为运行周期4h,间歇曝气方式,进水负荷0.4L/L,曝气强度为0.8L/(L·h)时,中部曝气BAF运行条件为气水比4:1,HRT为4h,回流比为2:1条件下,组合系统对总氮的去除效果较好,最高去除率可达71.35%;系统对TP有明显的去除效果,其平均去除率为43.23%。研究表明,中部曝气BAF和悬浮填料SBR—中部曝气BAF组合工艺均能有效地处理干清粪条件下的奶牛场废水,处理效果达到排放标准中的限值要求。悬浮填料SBR—中部曝气BAF工艺的水力停留时间和供气量更小,相应的基础建设和运行管理费用更小,具有广阔的工程应用前景。