高氨氮低碳氮比干清粪养猪场废水生物处理技术研发

《高氨氮低碳氮比干清粪养猪场废水生物处理技术研发》针对我国养猪场废水处理技术存在的主要问题，尤其是生物脱氮的难题，以规模化生猪养殖场干清粪废水处理技术的创新研发历程为主线，系统总结了笔者课题组十余年的研究成果。在对国内外相关研究及工程实践进行充分调研的基础上，以养猪场废水碳氮磷同步高效去除为目标，分析了生物滴滤池、微氧活性污泥法和生物膜法、A/O与Anammox耦合工艺等技术的优势及将其用于干清粪养猪场废水处理的可行性，明确了拟解决的关键技术问题。在此基础上，重点介绍了土壤-木片生物滤池、枯木填料床和PVC填料床A/O系统、升流式微氧活性污泥和生物膜系统、好氧-微氧两级SBR系统等技术的研发成果，并提供了养猪场废水处理工程技术方案案例。
本书兼具理论性、技术性和实用性，可供资源与环境、环境科学与工程、市政工程、生态农业等领域的科技工作者、管理者以及研究生等参考。

自序
前言
第1章绪论1
1.1技术研发背景及意义1
1.2规模化养猪场的清粪方式及废水特征2
1.2.1发酵床工艺2
1.2.2水冲粪工艺3
1.2.3水泡粪工艺3
1.2.4干清粪工艺4
1.3规模化养猪场废水处理技术研究现状4
1.3.1还田处理模式4
1.3.2自然处理模式5
1.3.3工程化处理模式5
1.4低碳氮比废水生物脱氮技术研究现状7
1.4.1全程硝化反硝化生物脱氮理论与工艺7
1.4.2短程硝化反硝化理论与工艺8
1.4.3同步硝化反硝化技术9
1.4.4厌氧氨氧化理论与工艺10
1.5现有技术面临的问题与解决思路13
1.5.1存在问题分析13
1.5.2生物滤池处理养猪场废水的应用潜力16
1.5.3养猪场废水微氧生物处理的可行性17
1.5.4A/O与Anammox耦合工艺的技术可行性21
参考文献23
第2章土壤-木片生物滤池处理养猪场废水的效能与机制31
2.1填料与生物滤池的比选31
2.1.1填料32
2.1.2生物滤池的构建与运行控制32
2.1.3生物滤池的污染物去除特征34
2.1.4生物膜的观察与功能菌群解析40
2.1.5生物滤池处理效果的对比分析42
2.2土壤-木片生物滤池的处理效能44
2.2.1实验装置及运行控制45
2.2.2SWBF的启动与连续运行46
2.2.3SWBF处理效果的综合分析54
2.3土壤-木片生物滤池在纵深方向上的污染物去除规律56
2.3.1水质沿滤床深度的变化规律56
2.3.2SWBF出水氨氮浓度与滤床深度的函数关系63
2.4土壤-木片生物滤池的细菌群落分布特征69
2.4.1细菌群落的总体特征69
2.4.2细菌群落的分布特征72
2.5土壤-木片生物滤池的污染物去除机制76
2.5.1SWBF去除难降解有机物的微生物学机制76
2.5.2SWBF生物脱氮的微生物学机制79
参考文献83
第3章枯木填料床A/O系统处理干清粪养猪场废水的效能与脱氮机制91
3.1枯木填料床A/O处理系统的构建及调控运行方法91
3.1.1枯木填料床A/O系统的构建与运行模式91
3.1.2枯木填料床A/O处理系统的启动与调控运行方法92
3.2枯木填料床A/O处理系统的启动运行93
3.2.1枯木填料床A/O处理系统的启动运行控制93
3.2.2枯木填料床A/O处理系统的COD去除及沿程变化规律94
3.2.3枯木填料床A/O处理系统的氨氮去除及沿程变化规律96
3.2.4枯木填料床A/O处理系统的总氮去除及脱氮途径解析100
3.3HRT对枯木填料床A/O系统处理效能的影响105
3.3.1枯木填料床A/O处理系统的HRT调控运行105
3.3.2HRT影响下的COD去除规律及沿程变化105
3.3.3HRT对氨氮去除的影响108
3.3.4HRT对总氮去除的影响109
3.3.5枯木填料床A/O系统的生物脱氮功能分析110
3.4改良枯木填料床A/O系统的处理效能114
3.4.1改良枯木填料床A/O系统的构建与调控运行114
3.4.2改良枯木填料床A/O系统的COD去除特征115
3.4.3改良枯木填料床A/O系统对氨氮的去除特征117
3.4.4改良系统的总氮去除及生物脱氮功能分析119
3.4.5填料与生物相的观察分析123
3.5枯木填料床A/O系统处理效能及生物脱氮机制讨论125
3.5.1枯木填料床A/O系统改良前后的处理效能分析125
3.5.2枯木填料床A/O系统生物脱氮机制讨论127
参考文献129
第4章PVC填料床A/O系统处理干清粪养猪场废水的效能与机制132
4.1HAOBR系统的设计与构建133
4.2HAOBR系统的启动与调控运行134
4.2.1实验废水及接种污泥134
4.2.2HAOBR系统的启动与运行调控135
4.3HAOBR系统的启动运行特征及去除污染物的微生物学机理136
4.3.1HAOBR系统在启动运行期的污染物去除变化规律136
4.3.2HAOBR系统的生物脱氮途径解析143
4.3.3污染物去除的微生物学分析147
4.4HRT和出水回流比影响下的HAOBR处理效能153
4.4.1HRT对HAOBR处理效能的影响153
4.4.2出水回流比对HAOBR处理效能的影响164
4.4.3HAOBR系统的格室功能解析174
4.5HAOBR系统的碳氮同步去除机制177
4.5.1HRT和出水回流比影响下的微生物群落演替
及功能菌群解析177
4.5.2厌氧格室和好氧格室对主要污染物的去除特征192
4.5.3碳氮同步去除机制综合分析197
参考文献201
第5章升流式微氧活性污泥系统处理干清粪养猪场废水的效能与机制207
5.1升流式微氧活性污泥反应器及废水处理系统207
5.2接种污泥对UMSR启动进程与处理效能的影响209
5.2.1UMSR的启动与污泥培养209
5.2.2UMSR的污泥驯化与废水处理效果215
5.2.3接种污泥对UMSR处理效能的影响224
5.3基于出水回流比调控的UMSR处理效能235
5.3.1UMSR的出水回流比调控方法235
5.3.2出水回流比对UMSR处理效能的影响237
5.3.3出水回流比阈值分析250
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