畜禽养殖废水沼液生物脱氮的影响因素分析

2016-03-10杨运丽李远幸河南省驻马店市泌阳县动物疫病预防控制中心河南泌阳46700河南省驻马店市泌阳县动物卫生监督所河南泌阳46700河南省驻马店市泌阳县羊册家畜改良站河南泌阳46700

甘肃畜牧兽医 2016年7期

关键词：金霉素畜禽养殖碱度

杨运丽，钱　丽，陶　令，李远幸（.河南省驻马店市泌阳县动物疫病预防控制中心，河南泌阳46700；.河南省驻马店市泌阳县动物卫生监督所，河南泌阳46700；.河南省驻马店市泌阳县羊册家畜改良站，河南泌阳46700）

畜禽养殖废水沼液生物脱氮的影响因素分析

杨运丽1，钱丽2，陶令2，李远幸3
（1.河南省驻马店市泌阳县动物疫病预防控制中心，河南泌阳463700；2.河南省驻马店市泌阳县动物卫生监督所，河南泌阳463700；3.河南省驻马店市泌阳县羊册家畜改良站，河南泌阳463700）

摘要：文章结合经验，以模拟畜禽废水厌氧消化液为处理对象，在25℃、30℃条件下，对金霉素和碱度对硝化过程的影响进行了阐述与研究。

关键词：畜禽养殖；废水沼液；金霉素；碱度；硝化

1　试验材料与方法

1.1试验材料

本试验进水为模拟畜禽养殖废水的厌氧消化出水，以葡萄糖为碳源，NH4Cl为氮源。外加CaCl20.14 g/L、MgSO4·7H2O 0.3g/L、KH2PO40.16 g/L、NaHCO31.63 g/L和微量元素。微量元素：ZnSO4·7H2O0.1 g/L，CoC12· 6H2O 0.2 g/L，FeCl3·6H2O 0.25 g/L，Na2MoO4·2H2O 0.11 g/L，NiC12·6H2O0.04 g/L。加入量为1 mg/L。金霉素为某生物科技有限公司销售的兽用试剂，用量按需投加。接种污泥取自成都某污水处理厂回流污泥，经过10 d驯化，氨氮转化率达90%以上，硝化污泥培养成熟。

1.2试验装置及运行方式

试验采用6个相同的小型SBR反应器，每个反应器总容积2.5 L，有效容积2 L，起始MLVSS值为（2 500±100）mg/L。采用振荡箱振荡充氧，使ρ（DO）维持在0.8～1.5 mg/L，泥水可充分混合。SBR排水率为50%。6个反应器平均分为2组，分别在25℃、30℃条件下运行。每组的3个反应器内金霉素浓度依次为0、5、20 mg/L。通过添加NaHCO3调节进水碱度/氨氮（ALK/N）比值，使各反应器分6个阶段运行（共运行166个周期）：ALK/N分别为9.28（碱度过量1/3）、7.14（碱度充足）、4.76（碱度不足1/3）、3.57（碱度不足1/2）、2.38（碱度不足2/3）、0（碱度为0）。ALK/N为9.28阶段运行41周期，其余阶段运行25个周期后，进入下一个ALK/N阶段。每4个周期测定1次，文中数据均是稳定运行后，24个周期的平均值。SBR反应器运行周期为12 h，其中25℃组进水10 min、曝气360 min、沉淀40 min、排水10 min、闲置300 min；30℃组进水10 min、曝气300 min、沉淀40 min、排水10 min、闲置360 min。

2　结果与讨论

2.1金霉素和碱度对氨氧化率的影响

25℃、未添加金霉素时，碱度过量1/3对AOR影响不大，但当ALK/N从7.14下降到0时，AOR从98%下降至约25%。金霉素浓度分别为5、20 mg/L时，当ALK/N从9.28下降到0时，AOR分别从98%和90%下降到29%和27%。即随着碱度的下降，AOR下降。

总体上AOR随着碱度的减小而降低。除碱度过量1/3，30℃组AOR比25℃组稍低外，其他碱度相同的条件下，30℃组AOR比25℃组稍高。主要原因为在10～30℃时，硝化细菌的活性随着温度升高而升高。另外，在相同的金霉素浓度梯度下，25℃时金霉素对氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的抑制效果较30℃时明显［1］。因此经过水解作用后，30℃组中的金霉素浓度梯度比25℃组小，故对AOR影响差别较小。

2.2金霉素和碱度对亚硝态氮积累率的影响

25℃、碱度充足条件下，未添加金霉素时，NAR几乎为0；金霉素浓度提高到5 mg/L时，NAR为59%；继续提高金霉素浓度至20 mg/L，NAR为70%。同样，碱度不足时NAR变化规律相同，即随着金霉素浓度增加，NAR逐渐上升。说明25℃时金霉素对NOB的抑制作用大于AOB，出现亚硝态氮累积。研究发现，抗生素对硝化过程的影响中发现，当混合抗生素浓度在20～30 mg/L时，硝化过程的产物主要为亚硝态氮，只有少量的硝态氮生成。由于中温（30℃以上）有利于AOB生长，所以NAR在30℃时比在25℃时更高。30℃时AOB比NOB增殖快，当氨氮转化为亚硝态氮之后停止曝气，控制生化反应时间，可出现亚硝态氮的累积。

同样条件下30℃时NAR都高于25℃，而投加金霉素后，两者之间的差别更大。30℃时，即使ALK/N降低到2.38（碱度不足2/3），但是投加了金霉素的系统，NAR仍可维持在76%以上。说明温度和金霉素的共同作用可致使亚硝态氮累积。但当碱度严重不足时，由于整个硝化系统均受到破坏性影响，AOR变差，NAR也随之降低。

2.3氨氮平均降解速率的变化

金霉素对氨氮平均降解速率影响较大。25℃、碱度充足的条件下，金霉素浓度分别为0，5，20 mg/L时，氨氮平均降解速率分别为每小时7.94、7.38、6.49 mg/g。即随着金霉素浓度的增加，氨氮平均降解速率下降，且在不同碱度条件下，变化趋势相似。

25℃、金霉素为0 mg/L的条件下，当ALK/N从9.28降至0时，氨氮平均降解速率从每小时8.02 mg/g减小到2.30 mg/g。即随着碱度的减少，氨氮平均降解速率下降，且在不同金霉素浓度下，变化趋势相似。在不同金霉素浓度和碱度条件下，氨氮平均降解速率在30℃，均高于25℃。这主要是因为温度会影响硝化细菌对底物的利用速率。AOB在293K时最大比氧化速率为0.80d-1，温度修正系数为0.094K-1，将数据代入硝化细菌对底物的利用速率公式，可得AOB的比氧化速率在25℃、30℃时分别为1.280、2.048 mg/g。故30℃时其氨氮平均降解速率较25℃时高。