Fremskritt i teori og praksis for behandling av akvakultur avløpsvann
Skrevet av: Jasmine
Kontakt e-postadresse: Kate@aquasust.complastic.com
Akvakulturavløpsvann består hovedsakelig av animalsk urin, gjødsel og forvaltningsvann for akvakultur, og inneholder høye konsentrasjoner av organisk materiale, nitrogen, fosfor og suspenderte stoffer, samt noen elementer som utgjør salt. For å få en klarere forståelse av de viktigste gjennombruddene i mitt lands akvakulturavløpsteknologi og problemene man har møtt i praktiske anvendelser så langt, oppsummerer denne artikkelen i tillegg sammenfiltringen mellom ressursutnyttelse og avansert behandling av akvakulturavfall i tillegg til temaet for dette feltet. . Innholdet av miljøgifter som har vakt stor oppmerksomhet, samt fremgangen på enkelte tekniske felt. Til slutt fremmes noen forslag til utvikling og anvendelse av akvakulturteknologi for avløpsvannbehandling.
Dyrehold er en viktig del av mitt lands landbruksøkonomi. Men med den raske utviklingen av mekanisering og omfang av dyrehold har det oppstått alvorlige miljøproblemer, blant annet avl av avløpsvann er en av de viktigste forurensningskildene. Akvakulturavløpsvann er organisk avløpsvann med høy konsentrasjon som inneholder organisk materiale, nitrogen, fosfor og suspenderte stoffer, samt tungmetaller, antibiotika, antibiotikaresistensgener og sykdomsfremkallende mikroorganismer. Hvis det ikke behandles riktig, vil det føre til endringer i det omkringliggende miljøet og økologien, truende dyr. og menneskers helse. For tiden er det to hovedbehandlingsmåter for akvakulturavløpsvann: den ene er avansert avløpsvannbehandling (standard utslipp), som hovedsakelig brukes i sørlige gårder med mindre landanlegg. Akvakulturavløpsvannet gjennomgår fast-væske-separasjon, anaerob/aerob behandling og Etter avansert rensing slippes det opp til standard eller resirkuleres; den andre er behandlingsmodusen for ressursutnyttelse (gjødsel, energi), som hovedsakelig brukes i nordlige gårder med flere landanlegg, og avløpsvannet er ufarlig gjennom sedimentering, anaerob gjæring osv. Etter behandling brukes biogass til energiutnyttelse, og biogassslurry brukes til ressursutnyttelse i jordbruksarealer. Denne artikkelen oppsummerer kort dagens situasjon og tekniske problemer som må overvinnes ved implementering av avløpsvannbehandling i store akvakulturbedrifter i mitt land, for referanse for personell som er engasjert i produksjon, vitenskapelig forskning og ledelse.
1 Nølingen mellom ressursutnyttelse og avansert behandling av havbruksavfall
Rensing av avløpsvann fra akvakultur er fortsatt det feltet som har fått mest oppmerksomhet og investert mest i miljøvern i akvakulturnæringen det siste tiåret. Store havbruksbedrifter må velge mellom ressursutnyttelse og avansert behandling ved deponering av havbruksavfall. Selv om kombinasjonen av planting og avl og utnyttelse av avfallsressurser har blitt forfektet og oppmuntret de siste årene, er avansert behandling av akvakulturavløpsvann, standard utslipp eller nullutslipp av ulike årsaker fortsatt nødvendig for at mange akvakulturbedrifter skal overleve.
Løsning av miljøvernproblemer og ressursutnyttelse er ikke helt likeverdige begreper. For foretak, for å løse miljøvernproblemer, må de først få tillatelse til miljøkonsekvensvurdering, og deretter iverksette tiltak for å deponere avfall i henhold til kravene i miljøkonsekvensvurderingen og oppfylle kravene; lovlig overholdelse, økonomisk og effektiv Det er ikke så enkelt som å "gjøre avfall til skatt" verbalt. Først av alt er det nødvendig å ha tilstrekkelige arealressurser innenfor en økonomisk og effektiv radius (i tråd med prinsippet om lokal og nærliggende utnyttelse), og enda viktigere, å "snu skatter", det vil si verdiøkningen på baksiden slutten av industrikjeden realiseres gjennom de høstede produktene. Dersom de høstede produktene kun er teoretiske utbytter uten å realisere sin egen utnyttelse eller omgjøre dem til markedsverdi, vil mulighetsstudierapporten om ressursutnyttelse bli forvrengt; Fra et miljøvernperspektiv, forhindre sekundær forurensning (inkludert vann, jord og luft). For tiden er det vanskelig å fremme ressursutnyttelsen av akvakulturavfall i mitt land, noe som også er knyttet til følgende faktorer: For det første mangler det retningslinjer for miljøvurdering for akvakulturnæringen, og det er mange relevante standarder. For eksempel krever de fleste steder at avløpsvann fra akvakultur må oppfylle "Water Quality Standards for Farmland Irrigation" (GB 5084-2005) før ressursutnyttelsen. For det andre, på grunn av historiske årsaker, har mange store gårder ikke lenger nok støttende landressurser rundt seg.
2 Forskning på hot spot forurensninger
Ved behandling av akvakulturavløpsvann, i tillegg til indikatorene for gjeldende miljøvernkrav [som kjemisk oksygenbehov (COD), ammoniakknitrogen, totalt fosfor (TP), etc.], har forskning og praksis de siste årene vist at det er nødvendig å være mer oppmerksom på følgende forurensninger: Legemiddelbakterier og resistensgener (ARG), saltholdighet (salinitet), total nitrogen (TN) og slam som genereres i avløpsvann behandling. Slam er et normalt produkt i vannbehandlingsprosessen. På grunn av endring av gjødselfjerningsmodus og forbedring av standardkravene for avløpsvann i bakenden, øker slamproduksjonen generelt. Vanskeligheten med slambehandling ligger i det høye vanninnholdet. Mange studier har vist at selv om de kjemiske indikatorene for avløpet ved slutten av den nåværende vannbehandlingsprosessen oppfyller standardene, er det fortsatt miljørisiko for medikamentresistente bakterier og legemiddelresistente gener. Opphopning av salt vil forårsake skade på jord og avlinger, så det er nødvendig å beskytte seg mot det i prosessen med ressursutnyttelse. Noen steder begrenser utslippet av totalt nitrogen fra akvakulturavløpsvann, noe som vil øke kostnadene ved vannbehandling kraftig under dagens tekniske nivå og øke belastningen på virksomhetene betydelig.
3 Utvikling og gjennombrudd innen viktige tekniske felt
For tiden inkluderer de vanlige behandlingsprosessene for akvakultur avløpsvann anaerob biologisk rensing, aerob biologisk rensing, naturlig rensing og avanserte renseteknologier, mikroalger, membranseparasjon og andre renseteknologier under forskning og utvikling, samt gårdsrengjøring relatert til vann i bakkanten. behandling. Gjødselprosessen osv. har vært omtalt i andre artikler i dette spesialnummeret. Denne artikkelen beskriver bare kort anammox, samtidig nitrifikasjon og denitrifikasjon, og kortdistanse nitrifikasjon og denitrifikasjon.
3.1 Anammox-teknologi
Anammox-teknologi er en ny type anaerob biologisk behandlingsteknologi, som er en prosess der anammox-bakterier direkte omdanner ammoniakknitrogen og nitritt til nitrogengass i et anaerobt miljø. Nøkkelbakteriene i anammox-teknologien er anammox-bakterier, som kan omdanne ammoniakknitrogen i akvakulturavløpsvann til nitrogengass gjennom biokjemisk reaksjon under anaerobe forhold for å realisere fjerning av ammoniakknitrogen. Derfor er anammox-teknologi en anaerob biologisk behandlingsteknologi, og tilhører også typen samtidig nitrifikasjons- og denitrifikasjonsteknologi. På grunn av den langsomme veksten av anammox-bakterier og mange påvirkningsfaktorer, brukes ofte faste senger, aktivert slambed og membranbioreaktorer i produksjonen for å øke retensjonen av anammox-bakterier og kombinere med andre renseteknologier, forbedre effektiviteten og stabiliteten til avløpsvannbehandling. Anammox-teknologien har fordelene med høy effektivitet og økonomi, og har store anvendelsesmuligheter i retning av denitrifisering av akvakulturavløpsvann, men det er problemer som lang oppstartstid og mange interferensfaktorer, som må løses ytterligere. Under betingelsene for feltarbeid er det nødvendig med ytterligere gjennombrudd i utforskning og regulering av anammoks tekniske forhold.
3.2 Kortveis nitrifikasjons- og denitrifikasjonsteknologi
Anoksisk/oksisk prosess (Anoxi/oksisk, A/O) realiserer hovedsakelig denitrifikasjon (NH{{0}}→NO2→NO3) og nitrifikasjon (NO3→NO2→N2) ved å sette henholdsvis anoksisk basseng og aerobisk basseng. . Fjerning av ammoniakknitrogen fra avløpsvann. Studier har imidlertid vist at akkumulering av nitrittnitrogen vil skje i den tradisjonelle nitrifikasjons- og denitrifikasjonsprosessen [3]. For dette formål foreslås teorien om kortdistansenitrifikasjon og denitrifikasjon. Ved å fremme veksten av ammoniakkoksiderende bakterier (nitrittbakterier) og hemme veksten av nitrittoksiderende bakterier (nitrifiserende bakterier), realiseres prosessen med kortreist nitrifikasjon og denitrifikasjon (NH+4→NO2). →N2). Vekstsyklusen til ammoniakkoksiderende bakterier er kortere enn for nitrittoksiderende bakterier, blant disse er slamalder, temperatur, pH og oppløst oksygen de viktigste faktorene som påvirker ammoniakkoksiderende bakterier og nitrittoksiderende bakterier. Når temperaturen er høyere enn 28 grader, bidrar det til veksten av ammoniakkoksiderende bakterier og hemmer veksten av nitrittoksiderende bakterier; pH rundt 8,0 bidrar også til akkumulering av ammoniakkoksiderende bakterier; affiniteten til ammoniakkoksiderende bakterier til lave konsentrasjoner av oppløst oksygen er større enn for nitrittoksiderende bakterier[4-6] . Teoretisk sett forkorter kortreist nitrifikasjon og denitrifikasjon reaksjonstiden, sparer tilførsel av oksygen og karbonkilder, og reduserer slamproduksjonen [7]. Men under driften av vannbehandlingsanlegget produseres det en stor mengde slam hver dag på grunn av behovet for å øke slamutslippet for å redusere slamalderen. I tillegg, på grunn av mange påvirkningsfaktorer, må stabiliteten også forbedres ytterligere.
3.3 Samtidig nitrifikasjons- og denitrifikasjonsteknologi
Samtidig nitrifikasjons- og denitrifikasjonsteknologi realiserer samtidig nitrifikasjon og denitrifikasjon ved å kontrollere parametere som oppløst oksygen, pH og temperatur i det biologiske bassenget, og forbedrer effektiviteten av avløpsvannbehandlingen [8]. Mekanismen for samtidig nitrifikasjon og denitrifikasjon inkluderer makromiljøteori, mikromiljøteori og mikrobiologiteori [9]. Makro-miljøteorien refererer til å kontrollere konsentrasjonen og ensartetheten av oppløst oksygen i reaktoren, skape et miljø som er egnet for både nitrifiserende bakterier og denitrifiserende bakterier å vokse, og synkronisere nitrifikasjons- og denitrifikasjonsprosessene [10]. Mikromiljøteorien refererer til kontrollerende parametere som oppløst oksygenkonsentrasjon, aktivert slampartikkelstørrelse og biofilmtykkelse, dannelse av en oppløst oksygengradient på overflaten og det indre laget av aktivert slampartikler og biofilmer, den overflateaerobe nitrifikasjonsreaksjonen og hypoksi i det indre laget. . denitrifikasjonsreaksjon. Mikrobiologiteori refererer til utnyttelse av mikroorganismer som kan utføre nitrifikasjon og denitrifikasjon samtidig. Studier har vist at det finnes aerobe denitrifiserende bakterier og anaerobe nitrifiserende bakterier i miljøet, slik som anammox-bakterier, som direkte kan omdanne ammoniakknitrogen til nitrogen.
I tillegg til de ovennevnte teknologiene, forskning og anvendelse av høyeffektive mikroorganismer i avløpsvannbehandlingsprosessen, kontroll av produkthemming i anaerob prosess, optimalisering og automatisk kontroll av gjæringsprosessforhold, sprekking av fosforkrystallisering som forårsaker rørledningsblokkering i avløpsvannbehandlingssystem, forebygging og kontroll av lukt i avløpsvannbehandlingsprosessen Gjennombrudd innen teknologier som avl, diffusjon og anti-siv vil bidra til å kontrollere risiko og redusere kostnader og øke effektiviteten.
4 Sammendrag og Outlook
Teknologier for behandling av avløpsvann fra gårdsbruk inkluderer aerob biologisk behandling, anaerob biologisk behandling, avansert behandling og naturlig behandling. Blant dem er A/O, Upflow Anaerobic Sludge Bed (UASB), Upflow Solid Anaerobic Reactor (USR) ), biogasskokere, oksidasjonsdammer, kjemisk oksidasjon og koagulering og andre prosessteknologier relativt modne og mye brukt. Hver behandlingsmetode har sine egne fordeler og begrensninger. Ulike tekniske kombinasjoner kan velges i henhold til egenskapene til gårdens avløpsvann og lokale retningslinjer. For eksempel kan gårder med høyere utslippsstandarder for avløpsvann velge anaerob + aerob + avansert rensing. Kombinasjonen av teknologier, gårder med nok areal kan prioritere anaerob renseteknologi for ufarlig behandling av avløpsvann. I tillegg har noen nye behandlingsteknologier som kortveis nitrifikasjon og denitrifikasjon, samtidig nitrifikasjon og denitrifikasjon, anammox, mikroalgebehandling og membranseparasjon høye bruksutsikter, men deres behandlingsparametere og stabilitetsparametere trenger ytterligere forskning og optimalisering eller utendørs ingeniørapplikasjoner.
Med økningen av miljøvern, stiller folk høyere krav til forskning og anvendelse av akvakultur avløpsvannbehandlingsteknologi. Forskning og utvikling av ny teknologi for avløpsvannbehandling er fortsatt i fokus for fremtidig forskning, spesielt den sterke markedsetterspørselen etter effektiv, stabil og rimelig avløpsbehandlingsteknologi; forbedring av eksisterende avløpsvannbehandlingsteknologi er også forskningsfokus i fremtiden, slik som aerob eller utvikling av funksjonelle mikroorganismer i anaerob biologisk renseteknologi, og forskning og utvikling av høyeffektive og holdbare membraner innen membranseparasjonsteknologi; samtidig er resirkulering og energiutnyttelse av akvakulturavløpsvann en viktig forskningsretning, slik som sikkerhetsvurderingen i prosessen med resirkulering av avløpsvann. Forskning og utvikling av energiutnyttelsesteknologier som biogass bioenergi og biodiesel har viktig referansebetydning for sikker behandling og utnyttelse av havbruksavløpsvann.