屠宰废水资源循环利用工艺研究

屠宰废水资源循环利用工艺研究【格林环保为您关注】单室MFC具有很好的除臭性能.(以乙二胺改性阳极构建的MFCs处理养猪场排放废水，发现COD和氨氮均有较高的去除率，日平均去除量分别为429.3mgL-1和82.6mgL-1，最大功率密度为208mWm-2.但现阶段，MFCs在处理养猪废水方面还存在无机氮、磷处理效果差等缺点.武汉格林环保有完善的服务体系和配套的专业环境工程团队，秉着崇高的环保责任和义务长期维护提供免费的污水处理解决方案，是湖北省工业废水运营管理行业中的品牌。18年来公司设计并施工了上百个交钥匙式的污水处理工程。微生物燃料电池(Microbial FuelCells，MFCs)是一种废水资源化技术，具有污泥产生量小的特点，可用于生活污水、猪场废水、食品加工废水及垃圾渗滤液等处理.光合微生物应用于MFCs领域产生了光微生物燃料电池(Photosynthesis Microbial Fuel Cells，Photo-MFCs)，在实现污染物化学能转化成电能的同时将光能转化为电能，因而受到越来越多的重视.养猪场废水含有大量有机物、悬浮物、氮、磷，并散发恶臭气体，水量大且排放集中，对水体造成极大污染.利用MFCs处理养猪场污水的同时，还能获得电能.Min等采用单室空气阴极MFCs处理猪场废水，电池的功率密度随废水COD的升高而增大，MFCs运行100h，氨氮和溶解性COD去除率分别为83%4%和86%6%，但处理后废水中硝态氮和磷浓度反而略有升高.基于此，本研究首次将微藻和光合细菌分别接种于双室MFCs的阴极和阳极，构建Photo-MFCs，考察其废水处理效果，论证其处理养猪废水的同时获得光合微生物和电能的可行性.养猪废水含氮污染物种类多、浓度高，对微藻生长有一定影响，本研究首先考察了高浓度氮源对阴极微藻Desmodesmussp.A8生长的影响.由图2a可知，4种氮源都能促进阴极微藻Desmodesmussp.A8的生长，尿素为氮源的微藻生长状况最佳，其次是硝氮、混合氮，最差的是氨氮.硝氮、氨氮、混合氨和尿素为氮源培养20d，光密度值(OD680)分别为2.03、1.45、1.74和2.33，实验结果表明，阴极微藻Desmodesmussp.A8不仅能利用无机氮(硝氮和氨氮)，而且也能利用有机氮，并能适应较高的氮浓度.微藻应用于MFCs阴极，通过光合作用生成O2为MFCs提供电子受体，利用无机氮、磷合成生长所需的有机物，可提高MFCs处理含氮、磷废水的能力.光合细菌应用于MFCs阳极，厌氧条件下代谢有机物，可降低废水COD.Photo-MFCs实现废水处理的同时，收获的光合微生物可用于饵料生产或生物质能源开发，提升了其在新能源开发和废水处理方面应用的潜力.用处理后的养猪废水培养微藻A8，其光密度高于稀释后的养猪废水，仅次于对照组BG11培养基.养猪废水污染物种类多、COD高等因素可能是导致微藻生长缓慢的主要原因，养猪废水稀释后污染物浓度降低，对微藻生长的影响减弱，经过阳极处理的废水，污染物浓度降低的同时，氮、磷的残留又能满足微藻的生长.开路电势(Open Circuit Potential，OCP)反应了微生物的代谢途径，常用于表征微生物燃料电池的性能(Liuetal.,2005).光暗条件下接种光合细菌群的生物电化学系统开路电势变化如图3所示，在黑暗条件下，阳极接种取自0.2V(vs.Ag/AgCl)电位富集的光合菌群代谢乙酸钠，开路电势迅速下降，40h后稳定在-0.4V(vs.Ag/AgCl);黑暗条件下稳定运行180h后，给予光照(1500lx)，OCP迅速降低，说明光照能提高光合细菌的还原活性.另外，光照条件下，随着反应器的运行，阳极液玫瑰红色逐渐加深.光照条件下体系OCP降低至-0.6V(vs.Ag/AgCl)并稳定，说明光合细菌在光照条件下存在有别于黑暗条件的代谢方式和电子传递路径.构建的Photo-MFCs以养猪废水为基质稳定运行后，每次换液量为64mL(即0.5倍阳极液)，表2是第2个产电周期内养猪废水经Photo-MFCs处理前后水质的变化情况.由表2可知，养猪废水经过Photo-MFCs阳极和阴极处理后，废水中COD、氨氮和总磷都有较高的去除率.氮、磷是微藻生长过程中最基本的营养元素，它们参与包括叶绿素分子在内的有机物合成(张正斌等，2004).氮、磷浓度对Desmodesmussp.A8生长的影响如图2b和2c所示.显著性分析表明，随着氮、磷浓度的升高，微藻比生长速率更快，但在实验设置的氮、磷浓度范围内，氮、磷浓度升高到一定值后对微藻A8生长影响不显著(p0.05).经过1个运行周期(水力停留时间为4d)，阳极对养猪废水COD平均去除率为70.6%，氨氮平均去除率为46.9%，但对磷的去除率只有16.1%;阳极出水经微藻阴极进一步处理后