盐度和活性污泥浓度对猪场废水压滤液硝化作用的影响探究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

我国是畜禽养殖业的大国，自20世纪80年代开始，我国的畜禽养殖业迅猛发展，散养化猪场不断减少，工厂化养殖逐渐增多[1]。随着人民生活水平的提高，我国规模化、集约化养猪有了较快的发展[2]，从1996年到2013年，我国肉猪出栏头数从41225.2万头上升到71557.3万头，产量上升了73%[3]。规模化畜禽养殖场达140000多个，畜禽养殖产值超过1.4万亿元，占农业产值的34%，是关系国计民生的一大重要农业产业[4]。然而，迅猛发展的畜禽养殖业给我国的环境也带来了很大的压力，由于80%的规模化养殖场缺乏必要的污染治理投资[5]，养殖场产生的大量畜禽粪污在特定的范围短时间内急剧积累，远远超过了环境的自净能力，大量的养殖废水的排放对水环境污染尤其严峻，已成为不可忽视的问题。猪场养殖废水具有排放量集中、高氨氮含量、高cod含量、高盐度的特点，nh4 -n浓度可达700mg/l，排放的总氮含量占农业污染源的37.89%[6,7]，已成为我国农村和近郊环境污染的主要原因之一[8]。

高氨氮含量的猪场废水若不经任何处理直接排放，会导致水体富营养化，对环境、饮用水和农业生态安全都会产生直接的危害。目前，规模化养猪场一般采用常规厌氧沼气发酵-好氧厌氧处理组合工艺（如sbr,a2o,a/o等）处理[10]。废水中的氨氮主要通过活性污泥中硝化和反硝化共同作用来实现高氨氮猪场养殖废水生物脱氮。硝化细菌是一类在生物硝化脱氨氮中起着主要作用的微生物，它直接影响硝化效果和生物脱氨的效率。硝化作用一般分为两个阶段，分别由两种不同的微生物来完成：先由nh4 -n氧化细菌(ammonia-oxidizingbacteria/aob，亚硝化细菌)把nh4 -n氧化为n02--n，再由n02--n氧化细菌(nitrite-oxidizingbacteria/nob，硝化细菌)把no2--n氧化为n03--n[11,12]。然而在传统采用厌氧产沼-好氧厌氧处理实际上很难达标。出水经常带色度，cod和氨氮很难达到《禽畜养殖业污染物排放标准》（gb18596-2001）标准[13]，即cod400mg/l，氨氮80mg/l。硝化细菌属于化能自养菌，由于氨和亚硝酸是降解过程中亚硝化菌和硝化菌的唯一能源，因此硝化细菌生长速度缓慢，平均代时长，同时受温度、ph、水中有毒物质、溶解氧、盐度、废水初始氨氮浓度等等条件的限制，因此探究在废水处理过程中影响硝化作用的因素尤为重要。

很多研究者已经深入探讨了ph值、温度、溶解氧（do）等常规物理指标对活性污泥法硝化作用的影响，例如，王树涛等人通过研究臭氧预氧化/曝气生物滤池(baf)联合工艺深度处理生活污水二级出水过程中的硝化特性的研究中发现，升高温度有利于nh4 -n的去除率，20℃是临界点，继续升高温度去除率仅有10%左右的增加[14]。在王春荣等人的实验中，同样得出中20℃是一临界温度，当温度低于20℃时，反应器的氨氮去除率较低(仅为进水氨氮的25%)，而温度为20℃时，氨氮去除率上升到68%左右，但随温度的进一步提高氨氮去除率增长缓慢[15]。闫立龙等人发现，高质量浓度氨氮废水生物处理过程中，进水ph值对氨氮去除效果影响较大，在ph值9.0～9.5时，氨氮去除率稳定在90%以上[16]，与此有所差别的是，jimneze.等人通过计算氧呼吸率（oxygenuptakerate,our)的方法研究ph对nob的影响实验中，发现nob在ph低于6.5和高于10的条件下会受到严重的抑制，在7.5～9.95范围内活性完全相同[17]。溶解氧增高能够促进硝态氮的形成[18]，在硝化反应器中，一般溶解氧至少要有2mg/l才能保证硝化作用的正常进行[19]。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标：

本课题从污泥样本中分离筛选具有高活性的硝化细菌，判断单菌的硝化作用效率后，

研究在不同盐度和活性污泥浓度条件下对硝化细菌的影响。

3. 研究的方法与方案

见附件

4. 研究创新点

猪场废水是高氨氮、高COD、高盐分的废水，细菌的生长速度和渗透压有非常密切的关系，硝化作用过程受污泥的菌密度的影响，因此研究盐度和活性污泥浓度对硝化作用的影响具有重要的意义，为实际污水生物处理工程中对废水的预处理提供一定的参考依据。

5. 研究计划与进展

i.硝化细菌和反硝化细菌的分离筛选

2014年12月20日-2015年3月20日

ii.按照试验方案研究不同盐度和活性污泥浓度对菌株生长的影响