GM微生物制剂对畜禽养殖废水的处理效果研究李宏娟

全国畜禽水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会GM微生物制剂对畜禽养殖废水的处理效果研究李宏娟肖德林邓旭艳张培松邓仕槐(四川农业大学资源环境学院,四川雅安625014)摘要:通过添加不同浓度的GM微生物制剂,研究畜禽养殖废水中COD、氨氮、总磷的浓度变化,分析GM微生物制剂对畜禽养殖废水中三种污染物的去除效果。结果表明:GM微生物制剂有助于畜禽养殖废水中COD、氨氮、总磷的去除,其去除效果与GM微生物制剂的添加量有关,去除COD和总磷的添加量为.05%(体积分数),而脱氮的添加量为1%(体积分数)。关键词:GM微生物制剂;畜禽养殖废水;COD;氨氮;总磷中图分类号:X703.lTheReseacrhonRemovalEiffeieneyofGreenMieroorganismsfortheLivestoek、V自stewaterLiHongjuan,XiaoDelin,DengXuyan,ZhangPeisong,DengShihuai(CollegeofResoureeandEnviromnentalSeienees,SiehuanAgrieulturalUniversiyt,aY,an625014,China)Abstraet:ByaddingGreenMieroorganismsofdifferenteoneentrationstothelivestoekwastewater,ittriestodeteetthemovementofeoneentrationsofthreeeommonPollutants:COD、ammonianitrogenandtotalPhosPhours,htenanalyzestheeffeetofGerenMieroorganismsingettingridoftheafmiliarPollutantsinthelivestoekwastewaetr.Asaresult,itProveshtatGreenMieroorganismshasaPositiveeffeetinremovingthePollutants(COD、ammonianitrogenandtotalPhosPhorus)inthelivestoekwastewater:Anditseffeet15relatedtotheamountofGerenMieroorganisms,forexamPle,0.5%forgettingridofCODandtotalPhosPhours:l%forammonianiotrgen.Keywords:GerenMieroorganisms:LivestockWastewater:COD:AmmoniaNitrogen:TotalPhosPhorus中国是世界上一个畜禽养殖大国,其产品在满足国内市场需要和提供外贸出口等方面,均占有举足轻重的地位川。近几年来,我国规模化、集约化畜禽养殖业的蓬勃发展,使我国畜禽生产水平得到了很大提高,但同时也引起了严重的环境污染问题,畜禽养殖业发展与环境污染的矛盾日益突出。当前,畜禽养殖污染已成为继工业污染、生活垃圾污染后的第三大污染源12一,},解决畜禽养殖污染问题已刻不容缓。对于畜禽养殖废水处理,国内普遍采用生化法,常采用的工艺技术有厌氧处理、好氧处理、厌氧十好氧处理等[’]。GM是绿色微生物群(rGeenMicororganisms)的英文缩写,GM微生物制剂就是一种复合微生物制剂,它由各种光合菌和多种微生物按合适比例共同培养,充分发挥群体的联合作用优势,以期取得最佳应用效果。目前,在畜禽养殖废水处理的研究中,已经开始尝试使用复合微生物制剂改善水体环境l5]。本研究通过在不同浓度的畜禽养殖废水中添加不同体积的GM微生物制剂,研究GM微生物制剂对畜禽养殖废水中常见污染物的去除效果,以期为GM微生物制剂的性能优化及推广应用提供理论依据。1试验材料与方法1.1试验材料高浓度废水取自四川农业大学教学科研园区畜禽养殖场污水处理站格栅池中;低浓度废水为四川农业大学教学科研园区畜禽养殖场污水处理站CASS池出水,其水质指标见表1一1。274全国畜禽水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会表卜l试验所用畜禽养殖废水水质指标CCCCCOD(mg/L)))TP(mLg/)))NH月十一(m叭)))原原水水24288840.5000139.2000CCCASS池出水水2777730.6555187.0555②GM微生物制剂由成都能生生物工程有限公司提供。1.2试验方法取61个soomL量筒,将其分为4组,每组均设置三个重复,一个对照。如表卜2所示,在每组量筒中分别加入相应体积的畜禽养殖废水和GM微生物制剂,其中每组对照均加入相应体积灭菌后的GM微生物制剂,用玻璃棒充分搅拌均匀,静置于室温下(室温12一巧℃)。每隔6天分别测定各量筒中畜禽养殖废水常见的三类污染物COD、氨氮和总磷的浓度(测定方法见表l一3),并根据每一组污染物的平均浓度计算相应的去除率。表l一2试验方案组组号号组成成废水量(m)))LGM微生物制剂(m)))L总量m()))Llllll原水十.05%GM微生物制剂剂497.5552.5555000022222原水+l%GM微生物制剂剂495555555000033333CASS池出水均.5%GM微生物制剂剂497.5552.5555000044444CAss池出水+l%GM微生物制剂剂4955555550000注:GM微生物制剂的添加量为体积分数,其添加量依据GM微生物制剂在水产养殖方面的应用说明而定。表l一3测定方法s1I污污染物物测定方法法CCCODDD重铬酸钾法法氨氨氮氮钠氏试剂分光光度法法总总磷磷铝锑抗分光光度法法2结果与讨论2.1对COD的去除效果试验结果见表2一l。表2一1GM对COD的去除效果单位:mg/L编编号号样品品11月30日日12月6日日12月12日日12月18日日12月24日日lllll平均值值242888998881826669844452000CCCCCK---2428881073331851111321118166622222平均值值24288810644415566611977798555CCCCCKZZZ24288814699921499919400014500033333平均值值2777728666606662133323111CCCCCK3332777749555132222570005166644444平均值值2777733000601114366641000CCCCC瑜瑜27777701112149997844460000根据表2一1的试验结果,分别绘制畜禽养殖废水中COD浓度变化曲线图(如图2一l,2一2)。全国畜禽水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会,,`-样品111叫叫.-CKIII曰曰今-样品222...闷卜CKZZZ...泊尸样品333...月.一CK333叫叫.~样品444}}}+eK444ǎ之警à侧理口已11月30日12月6日12月12日12月18日12月24日日期溯绷绷15001000500。ǎ之切任à侧锐ǎ10。11月30日12月6日12月12日12月18日12月24日日期图2一2CASS池出水反应体系中COD变化图2一1原水反应体系中COD变化曲从图2一1和2一2可以看出,加入GM微生物制剂的量筒中COD浓度都比加入相同体积灭菌后的微生物制剂的COD浓度低,说明GM微生物制剂中的有效微生物能够促进畜禽养殖废水中有机物的降解。对于原水反应体系,随着静置时间的增加,COD浓度波动减小,至12月24日COD去除率达到最大,分别为79%、59%,比对照分别提高了13%、19%。加入.05%GM微生物制剂的量筒中COD去除率(79%)明显高于加入l%GM微生物制剂的量筒(59%),说明对于GM微生物制剂,其接种浓度为.05%时对畜禽养殖废水中COD有较好的去除效果。对于CASS池出水反应体系,随着静置时间的增加,COD浓度呈现先增加后减少的趋势,但GM微生物制剂对COD的去除不但没有促进作用,反而还恶化了水质,这可能是因为GM微生物制剂是液体,在污水处理过程中生物体本身并没有以污泥的形式从水中被去除,当光合细菌以二氧化碳为碳源大量增殖,且其速度超过污水中的有机物的降解速度时,就会表现为GM微生物制剂对COD的降解无效。另外,GM微生物制剂本身含有一定量的COD(GM菌液中含有大量的糖蜜,t经测定,GM菌液中COD浓度为42993.6mg/L),当GM加入后,必然会提高CAsS池出水的COD。但总的来说,.05%浓度的GM微生物制剂对有机物的降解能力较强(COD浓度最低)。.22对氨氮的去除效果一般来说,畜禽养殖废水中无机氮的含量约占总氮量的60%,其中约40%为氨态氮,所以研究GM微生物制剂对废水中氮的去除效果可以用氨氮浓度的变化作为依据。氨氮浓度变化结果见表2一2。表2一ZGM对氨氮的去除效果单位:m叭编编号号样品品11月30日日12月6日日12月12日日12月18日日12月24日日lllll平均值值139.222159.9333176.8999162.444461.2888CCCCCKIII139.222173.9999191.4222181.055586.633322222平均值值139.222157,513333160.4111153.533337.5222CCCCCKZZZ139.222192.8888165.2666198.499989.199933333平均值值187.0555244.24449.4888154.3333173.2333CCCCCK333187.0555269.922214.111176.3888178.566644444平均值值187.0555297.05557.3222155.0666168.6333CCCCC瑜瑜187.0555351.322212.6555175.6555183.65552.2.1不同浓度GM微生物制剂对畜禽养殖废水中氨氮的去除效果分析根据表2一2的试验结果,分别绘制畜禽养殖废水中氨氮浓度变化曲线图(如图2一3,2一4)。276全国畜禽水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会气酥、\\又盆说\\、括义称12月18日12月24日国12月12日日期12月12日12月18日12月24日日期毖二一口曰…ì月绪一日日一0rl!eeó..L.es.r!L月50005000500~八`口`..二.1ǎ曰、.j侧说减喊图2一3原水反应体系中氨氮浓度变化曲图2一CASS池出水反应体系中氨氮浓度变化从图2一3和2一4可以看出,加入GM微生物制剂的量筒中氨氮浓度都比加入相同体积灭菌后的微生物制剂的氨氮浓度低,说明GM微生物制剂中的有效微生物在好养条件下能够降解畜禽养殖废水中的氨氮。对于原水反应体系,随着静置时间的增加,氨氮浓度呈先增加后逐渐减少的趋势,至12月24日氨氮的去除率达到最大,分别为56%、73%比对照分别提高了18%、35%。加入1%GM微生物制剂的量筒中氨氮的去除率(73%)明显高于加入.05%GM微生物制剂的量筒(56%),说明对于GM微生物制剂,其接种浓度为1%时对畜禽养殖废水中氨氮有较好的去除效果。对于CASS池出水反应体系,随着静置时间的增加,氨氮浓度呈先增加后迅速减少然后逐渐增加的趋势,这可能是因为反应体系中的硝化细菌正在适应水质和周围环境,其自身代谢作用不强,对氨氮的利用率比较低,水质随静置时间的延长不断恶化,氨氮含量逐渐增大。同时,由于GM微生物制剂本身含有一定量的氮(经测定,GM菌液中氨氮浓度为178.34m醉),当加入GM微生物制剂后,可能会提高CAsS池出水的氨氮浓度。而后氨氮浓度迅速降低主要是因为反应体系中硝化细菌大量活动,利用周围环境的碳源、无机盐等营养物质,通过自身的代谢过程把氨(电子供体)转化成亚硝酸盐或硝酸盐,去除废水中的氨氮。但随后氨氮浓度又呈现逐渐增长的趋势,可能是因为畜禽养殖废水中的氮主要以有机氮和无机氮的