Napredek v teoriji in praksi čiščenja odpadne vode iz ribogojstva
Avtor: Jasmine
Kontaktni e-poštni naslov: Kate@aquasust.complastic.com
Odpadna voda iz ribogojstva je v glavnem sestavljena iz živalskega urina, gnoja in vode za upravljanje ribogojstva ter vsebuje visoke koncentracije organskih snovi, dušika, fosforja in suspendiranih trdnih snovi ter nekatere elemente, ki sestavljajo sol. Da bi imeli jasnejše razumevanje ključnih prebojev v tehnologiji odpadne vode iz ribogojstva v moji državi in težave, s katerimi smo se do zdaj srečali v praktičnih aplikacijah, ta članek poleg teme tega področja dodatno povzema prepletenost med izkoriščanjem virov in napredno obdelavo odpadkov iz ribogojstva. . Vsebnost onesnaževal, ki je pritegnila veliko pozornosti, pa tudi napredek na nekaterih tehničnih področjih. Nazadnje je podanih nekaj predlogov za razvoj in uporabo tehnologije čiščenja odpadne vode iz ribogojstva.
Živinoreja je pomemben del kmetijskega gospodarstva moje države. S hitrim razvojem mehanizacije in obsegom živinoreje pa so se pojavili resni okoljski problemi, med katerimi so rejne odpadne vode eden glavnih virov onesnaževanja. Odpadna voda iz ribogojstva je organska odpadna voda z visoko koncentracijo, ki vsebuje organske snovi, dušik, fosfor in suspendirane trdne snovi ter težke kovine, antibiotike, gene za odpornost na antibiotike in patogene mikroorganizme. Če se ne zdravi pravilno, bo povzročil spremembe v okolju in ekologiji, kar bo ogrožalo živali. in zdravje ljudi. Trenutno obstajata dva glavna načina čiščenja odpadne vode iz ribogojstva: eden je napredni način čiščenja odpadne vode (standardni izpust), ki se uporablja predvsem v južnih kmetijah z manj zemljišči. Odpadna voda iz ribogojstva je podvržena ločevanju trdno-tekoče, anaerobno/aerobno obdelavo in po napredni obdelavi se izpusti do standarda ali reciklira; drugi je način čiščenja z uporabo virov (gnojila, energija), ki se večinoma uporablja na severnih kmetijah z več zemljišči, odpadna voda pa je neškodljiva zaradi usedanja, anaerobne fermentacije itd. Po čiščenju se bioplin uporablja za izrabo energije in bioplinska gnojevka se uporablja za izkoriščanje kmetijskih zemljišč. Ta dokument na kratko povzema trenutno stanje in tehnične težave, ki jih je treba premagati pri izvajanju čiščenja odpadne vode v velikih ribogojnih podjetjih v moji državi, za osebje, ki se ukvarja s proizvodnjo, znanstvenimi raziskavami in upravljanjem.
1 Oklevanje med izkoriščanjem virov in napredno obdelavo odpadkov iz ribogojstva
Čiščenje odpadnih voda iz ribogojstva je še vedno tisto področje, ki je v ribogojstvu v zadnjem desetletju prejelo največ pozornosti in največ vlaganj v varstvo okolja. Velika ribogojna podjetja morajo pri odstranjevanju odpadkov iz ribogojstva izbirati med izkoriščanjem virov in napredno obdelavo. Čeprav se v zadnjih letih zagovarja in spodbuja kombinacija sajenja in vzreje ter uporaba odpadnih virov, je zaradi različnih razlogov za preživetje številnih ribogojnih podjetij še vedno potrebno napredno čiščenje odpadne vode iz ribogojstva, standardni izpust ali ničelni izpust.
Reševanje problemov varstva okolja in izraba virov nista popolnoma enakovredna pojma. Podjetja morajo za reševanje problemov varstva okolja najprej pridobiti dovoljenje za presojo vplivov na okolje, nato pa sprejeti ukrepe za odlaganje odpadkov v skladu z zahtevami presoje vplivov na okolje in izpolniti zahteve; skladnost z zakonodajo, gospodarno in učinkovito Ni tako preprosto kot verbalno "spremeniti odpadke v zaklad". Najprej je treba imeti zadostne zemljiške vire v gospodarnem in učinkovitem radiju (v skladu z načelom lokalne in bližnje rabe), še pomembneje pa je "obrniti zaklade", torej povečati vrednost zadaj. koncu industrijske verige se realizira prek pridelanih proizvodov. Če so pridelani proizvodi le teoretični donosi, ne da bi ugotovili njihovo lastno uporabo ali jih pretvorili v tržno vrednost, bo poročilo študije izvedljivosti o uporabi virov izkrivljeno; Z vidika varstva okolja preprečiti sekundarno onesnaženje (vključno z vodo, prstjo in zrakom). Trenutno je v moji državi težko spodbujati uporabo virov odpadkov iz ribogojstva, kar je povezano tudi z naslednjimi dejavniki: Prvič, manjkajo smernice za okoljsko presojo ribogojne industrije in obstaja veliko ustreznih standardov. Večina krajev na primer zahteva, da mora odpadna voda iz ribogojstva izpolnjevati "Standarde kakovosti vode za namakanje kmetijskih zemljišč" (GB 5084-2005) pred uporabo virov. Drugič, zaradi zgodovinskih razlogov številne velike kmetije nimajo več dovolj podpornih zemljišč okoli sebe.
2 Raziskave o onesnaževalcih vročih točk
Pri čiščenju odpadne vode iz ribogojstva so raziskave in praksa v zadnjih letih poleg indikatorjev za trenutne zahteve varstva okolja [kot so kemična potreba po kisiku (KPK), dušik v amonijaku, skupni fosfor (TP) itd.] pokazale, da večjo pozornost je treba nameniti naslednjim onesnaževalcem: droge bakterije in geni za odpornost (ARG), slanost (slanost), skupni dušik (TN) in blato, ki nastane pri odvajanju odpadne vode. zdravljenje. Blato je običajen produkt v procesu čiščenja vode. Zaradi spremembe načina odstranjevanja gnoja in izboljšanja standardnih zahtev za zaledno odplako se proizvodnja blata na splošno poveča. Težavnost obdelave blata je v visoki vsebnosti vode. Številne študije so pokazale, da kljub temu, da kemični kazalniki odpadne vode na koncu sedanjega postopka čiščenja vode ustrezajo standardom, še vedno obstajajo okoljska tveganja bakterij, odpornih na zdravila, in genov, odpornih na zdravila. Kopičenje soli bo škodilo zemlji in pridelkom, zato se je treba v procesu izkoriščanja virov zavarovati pred tem. Ponekod omejujejo izpust skupnega dušika iz odpadne vode iz ribogojstva, kar bo močno povečalo stroške čiščenja vode pri trenutni tehnični ravni in znatno povečalo breme za podjetja.
3 Razvoj in preboji na pomembnih tehničnih področjih
Trenutno običajno uporabljeni postopki čiščenja odpadne vode iz ribogojstva vključujejo anaerobno biološko čiščenje, aerobno biološko čiščenje, naravno čiščenje in napredne tehnologije čiščenja, mikroalge, membransko ločevanje in druge tehnologije čiščenja v raziskavah in razvoju, pa tudi čiščenje kmetij, povezano z zaledno vodo zdravljenje. Postopek z gnojem itd. je bil predstavljen v drugih člankih te posebne številke. Ta članek le na kratko opisuje anammox, sočasno nitrifikacijo in denitrifikacijo ter nitrifikacijo in denitrifikacijo kratkega dosega.
3.1 Tehnologija Anammox
Tehnologija Anammox je nova vrsta tehnologije anaerobne biološke obdelave, ki je proces, pri katerem bakterije anammox neposredno pretvorijo dušik iz amoniaka in nitrit v plinast dušik v anaerobnem okolju. Ključne bakterije tehnologije anammox so bakterije anammox, ki lahko pretvorijo dušik iz amonijaka v odpadni vodi iz ribogojstva v plinast dušik z biokemično reakcijo v anaerobnih pogojih za odstranitev dušika iz amonijaka. Tehnologija anammox je torej anaerobna biološka tehnologija čiščenja in spada tudi v vrsto tehnologije sočasne nitrifikacije in denitrifikacije. Zaradi počasne rasti bakterij anammox in številnih vplivnih dejavnikov se v proizvodnji pogosto uporabljajo fiksne plasti, plasti z aktivnim blatom in membranski bioreaktorji, da se poveča zadrževanje bakterij anammox in v kombinaciji z drugimi tehnologijami čiščenja izboljša učinkovitost in stabilnost čiščenja odpadne vode. Tehnologija Anammox ima prednosti visoke učinkovitosti in ekonomičnosti ter ima velike možnosti uporabe v smeri denitrifikacije odpadne vode iz ribogojstva, vendar obstajajo težave, kot so dolg čas zagona in številni moteči dejavniki, ki jih je treba dodatno rešiti. V pogojih terenskega dela so potrebni nadaljnji preboji pri raziskovanju in urejanju tehničnih pogojev anammoksa.
3.2 Tehnologija nitrifikacije in denitrifikacije kratke poti
Anoksični/oksični proces (Anoxi/oxic, A/O) izvaja predvsem denitrifikacijo (NH{{0}}→NO2→NO3) in nitrifikacijo (NO3→NO2→N2) z nastavitvijo anoksičnega oziroma aerobnega bazena. . Odstranjevanje amoniakovega dušika iz odpadne vode. Vendar pa so študije pokazale, da bo do kopičenja nitritnega dušika prišlo v tradicionalnem procesu nitrifikacije in denitrifikacije [3]. V ta namen je predlagana teorija nitrifikacije in denitrifikacije kratkega dosega. S pospeševanjem rasti bakterij, ki oksidirajo amoniak (nitritne bakterije) in zaviranjem rasti bakterij, ki oksidirajo nitrit (nitrifikacijske bakterije), se uresničuje proces nitrifikacije in denitrifikacije kratkega dosega (NH+4→NO2). →N2). Cikel rasti bakterij, ki oksidirajo amoniak, je krajši od rastnega cikla bakterij, ki oksidirajo nitrit, med katerimi so starost blata, temperatura, pH in raztopljeni kisik glavni dejavniki, ki vplivajo na bakterije, ki oksidirajo amoniak, in bakterije, ki oksidirajo nitrit. Ko je temperatura višja od 28 stopinj, je ugodna za rast bakterij, ki oksidirajo amoniak, in zavira rast bakterij, ki oksidirajo nitrit; pH okoli 8,0 prav tako ugodno vpliva na kopičenje bakterij, ki oksidirajo amoniak; afiniteta bakterij, ki oksidirajo amoniak, do nizkih koncentracij raztopljenega kisika je večja kot afiniteta bakterij, ki oksidirajo nitrit [4-6]. Teoretično nitrifikacija in denitrifikacija kratkega dosega skrajšata reakcijski čas, varčujeta z viri kisika in ogljika ter zmanjšata nastajanje blata [7]. Vendar pa med obratovanjem čistilne naprave vsak dan nastane velika količina blata, zaradi potrebe po povečanju izpusta blata za zmanjšanje starosti blata. Poleg tega je treba zaradi številnih vplivnih dejavnikov dodatno izboljšati tudi njegovo stabilnost.
3.3 Tehnologija sočasne nitrifikacije in denitrifikacije
Tehnologija simultane nitrifikacije in denitrifikacije uresničuje sočasno nitrifikacijo in denitrifikacijo z nadzorom parametrov, kot so raztopljeni kisik, pH in temperatura v biološkem bazenu, ter izboljša učinkovitost čiščenja odpadne vode [8]. Mehanizem hkratne nitrifikacije in denitrifikacije vključuje teorijo makro okolja, teorijo mikro okolja in mikrobiološko teorijo [9]. Teorija makrookolja se nanaša na nadzorovanje koncentracije in enakomernosti raztopljenega kisika v reaktorju, ustvarjanje okolja, primernega za rast nitrifikacijskih in denitrifikacijskih bakterij, ter sinhronizacijo procesov nitrifikacije in denitrifikacije [10]. Teorija mikrookolja se nanaša na nadzor parametrov, kot so koncentracija raztopljenega kisika, velikost delcev aktivnega blata in debelina biofilma, tvorjenje gradienta raztopljenega kisika na površini in notranji plasti delcev aktivnega blata in biofilmov, reakcija površinske aerobne nitrifikacije in hipoksija notranje plasti . denitrifikacijska reakcija. Mikrobiološka teorija se nanaša na uporabo mikroorganizmov, ki lahko hkrati izvajajo nitrifikacijo in denitrifikacijo. Študije so pokazale, da v okolju obstajajo aerobne denitrifikacijske bakterije in anaerobne nitrifikacijske bakterije, kot so bakterije anammox, ki lahko dušik iz amoniaka neposredno pretvorijo v dušik.
Poleg zgoraj navedenih tehnologij so raziskave in uporaba visoko učinkovitih mikroorganizmov v procesu čiščenja odpadne vode, nadzor inhibicije produkta v anaerobnem procesu, optimizacija in samodejni nadzor pogojev fermentacijskega procesa, razpokanje kristalizacije fosforja, ki povzroča zamašitev cevovoda v sistemu čiščenja odpadne vode, preprečevanje. in nadzor vonja v procesu čiščenja odpadne vode Preboji v tehnologijah, kot so razmnoževanje, difuzija in preprečevanje pronicanja, bodo pomagajo obvladovati tveganja ter zmanjšati stroške in povečati učinkovitost.
4 Povzetek in obeti
Tehnologije čiščenja odpadne vode s kmetij vključujejo aerobno biološko čiščenje, anaerobno biološko čiščenje, napredno čiščenje in naravno čiščenje. Med njimi so A/O, upflow anaerobno blato (UASB), upflow trdni anaerobni reaktor (USR), bioplinski digestorji, oksidacijski bazeni, kemična oksidacija in koagulacija ter druge procesne tehnologije relativno zrele in se pogosto uporabljajo. Vsaka metoda zdravljenja ima svoje prednosti in omejitve. Izberete lahko različne tehnične kombinacije glede na značilnosti kmetijske odpadne vode in lokalne politike. Na primer, kmetije z višjimi standardi odvajanja odpadne vode lahko izberejo anaerobno + aerobno + napredno čiščenje. Kombinacija tehnologij, kmetije z dovolj zemlje lahko dajo prednost anaerobni čistilni tehnologiji za neškodljivo čiščenje odpadne vode. Poleg tega imajo nekatere nove tehnologije obdelave, kot so nitrifikacija in denitrifikacija po kratki poti, sočasna nitrifikacija in denitrifikacija, anammox, obdelava z mikroalgami in membranska separacija, velike možnosti za uporabo, vendar so njihovi parametri obdelave in parametri stabilnosti potrebne nadaljnje raziskave in optimizacijo ali zunanje inženirske aplikacije.
S povečanjem varstva okolja so ljudje postavili višje zahteve za raziskave in uporabo tehnologije čiščenja odpadne vode iz ribogojstva. Raziskave in razvoj nove tehnologije čiščenja odpadne vode so še vedno v središču prihodnjih raziskav, zlasti zaradi močnega tržnega povpraševanja po učinkoviti, stabilni in poceni tehnologiji čiščenja odpadne vode; izboljšanje obstoječe tehnologije čiščenja odpadne vode je tudi raziskovalni poudarek v prihodnosti, kot je aerobni ali razvoj funkcionalnih mikroorganizmov v anaerobni biološki tehnologiji čiščenja ter raziskave in razvoj visoko učinkovitih in vzdržljivih membran v tehnologiji membranskega ločevanja; hkrati pa je recikliranje in energetska izraba odpadne vode iz ribogojstva pomembna raziskovalna smer, kot je ocena varnosti v procesu recikliranja odpadne vode. Raziskave in razvoj tehnologij izrabe energije, kot sta bioplin bioenergija in biodizel, ima pomemben referenčni pomen za varno čiščenje in uporabo odpadne vode iz ribogojstva.