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猪场废水属于高浓度有机废水,大多数猪场废水经过厌氧发酵后,其大部分有机污染物得到了去除,但很少能达标排放。人们在这方面开展了许多研究,均不能根本解决这一问题。本课题针对猪场废水厌氧发酵液难以达标排放的现状,通过投加絮凝剂,并改变混凝反应条件,对大中型猪场废水厌氧发酵液进行预处理,考察其对出水效果以及污泥脱水性能的影响。 实验结果表明,在pH值为3.5~5.5时,絮凝较快,出水效果较好,但酸耗费较多;在pH值为6.0~7.0时,矾花较大,絮体较密,出水效果略差于前者。 在絮凝剂最佳反应条件的单因素实验中发现,处理1L大中型猪场废水厌氧发酵液,5%的无机絮凝剂Fe2(SO4)3最佳投放量为55mL;3g/L的非离子型PAM最佳投放量为12mL;同时还发现,粒度越小的沸石粉,出水效果越好;因此沸石粉(725目)的出水效果比等量沸石粉(325目)的出水效果要好,沸石粉(725目)的最佳投加量为6511mg。 水力条件和沉淀静置时间对混凝效果影响的结果表明,当速度梯度G值在110s-1~120s-1时,浊度的去除率最高;随着G值的进一步增大,浊度值却不同程度地增高;在较大的Gt值时,能够得到较低的浊度值;Gt值为22500~25000时,浊度去除率最高;随着Gt值的进一步增大,浊度降低不明显;沉淀静置时间为20min~25min时,出水效果最好,浊度去除率最高。 根据絮凝剂最佳反应条件的单因素实验中确定的无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂和非金属矿物材料助凝剂的最佳投放量,以及水力条件Gt值和沉淀静置时间的取值范围,作正交试验。对正交试验结果进行方差和综合平衡法分析,确定水平组合A2B2C1D4E3为最佳反应条件,即5%的Fe2(SO4)3投加量为15mL,3g/L的非离子型PAM投加量为6mL,沸石粉(725目)投加量为1000mg,水力条件Gt值为25000,沉淀静置时间为25min。 按正交试验确定的最佳反应条件,我们做了三组重现性试验对正交试验结果进行验证。发现CODcr、BOD5、浊度的去除率和污泥比阻的降幅都能分别大于72%、69%、93%和81%,有较好的重现性;SS、NH3-N的去除率也得到了极大的提高,分别能达到82.8%和57.4%;可生化比(BOD5/CODcr)从原来的28.99%增加到34.32%,从而改善了废水的可生化性:污泥比阻由原来的3.43x1013m/kg最大可降至6×1012m/kg,提高了污泥脱水性能。对正交试验确定的最佳反应条件进行经济成本分析发现,每吨猪场废水厌氧发酵液混凝预处理的费用仅为0.529元。