鮑曉偉，趙智勇，沙 茜，常雅潔，楊仁燦，陳吉紅，韓 敏，張 斌，胡清泉

(云南省畜牧獸醫(yī)科學院，云南 昆明 650224)

利用曝氣方法處理污水是常見的污水處理技術，能去除多種有害物質，具有高效節(jié)能、成本低等優(yōu)點，因而在污水處理中得到日益廣泛的應用。曝氣的原理是給污水中充入空氣，提高污水中溶解氧的含量，以促進好氧細菌的生長，從而加速污水中氨氮等有機物質的分解，實現凈化水質的目的。曝氣越充分，越能促進好氧菌的生長，因而曝氣強度的大小會直接影響污水處理的效果。畜禽養(yǎng)殖污水處理要求方法簡單、設備投入成本低。本試驗采用不同間隔時間曝氣處理養(yǎng)殖污水，以探索較為經濟、高效的治污方式。

1 材料與方法

1.1 儀器設備大小相等的PVC圓桶(高1.5 m，直徑1.5 m)5個、電磁式空氣壓縮機4臺、循環(huán)定時開關4個、酸堿度氧化還原在線分析儀1臺、分光光度計等。

1.2 養(yǎng)殖污水來源于當地養(yǎng)殖場未處理的養(yǎng)殖污水，水溫10～13 ℃。

1.3 方法

1.3.1 曝氣方法分別向5個PVC圓桶內注入養(yǎng)殖污水(污水提前進行沉淀過濾)直至桶滿。其中1個桶為對照組，不注入空氣；其余4個桶分別設為試驗1、2、3、4組，按照不同的間隔時間利用空氣壓縮機向桶內充入空氣進行曝氣。曝氣時間見表1，采樣時間見表2。試驗連續(xù)進行31 d。

表1 不同試驗組曝氣及間隔時間

表2 采樣時間

1.3.2 檢測項目pH值測定采用酸堿度氧化還原在線分析儀，總磷測定采用鉬酸銨分光光度法(GB 11893—1989)，總氮測定采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法(HJ 636—2012)，氨氮測定采用蒸餾-中和滴定法(HJ 537—2009)，COD(化學需氧量)測定采用重鉻酸鹽法(HJ 828—2017)。

2 結果

2.1 pH值及變化pH值對于處理污水中的COD、氨氮、總磷、總氮有一定影響。pH值為5～9時對這幾種污染物的去除率最高。由圖1可見：試驗期間污水的pH值為7～10，基本處于適宜范圍內。此外，微生物適宜的生活水溫為15～35 ℃，好氧微生物生長繁殖的最佳溫度為20～37 ℃[1]。本試驗的水溫為10～13 ℃，可能對實驗的效果有一定影響，但影響不大。

圖1 污水pH值及變化

2.2 COD濃度及變化由表3、圖2可見：從11月9—25日(前17 d)，對照組COD去除率為8.45%，試驗1組為9.46%，試驗2組為13.86%，試驗3組為14.33%，試驗4組為16.63%，去除效果均一般。從11月26日—12月9日(后14 d)COD均明顯升高。

表3 試驗17 d COD濃度

圖2 污水中COD濃度及變化

2.3 氨氮含量及變化由表4、圖3可見：整個試驗期各組氨氮含量均呈迅速下降趨勢，31 d 時氨氮的去除率分別為：對照組48.10%，試驗1組80.28%，試驗2組 97.89%，試驗3組100%，試驗4組 98.61%。 其中試驗2、3、4組在曝氣31 d 時均幾乎完全去除。從經濟效益考慮，以曝氣30 min(間隔30 min)或45 min(間隔15 min)即可。

表4 氨氮含量

圖3 污水中氨氮含量及變化

2.4 總氮含量及變化由圖4、表5可見：至11月25日(前17 d)，總氮去除率分別為：對照組18.80%，試驗1組20.34%，試驗2組28.61%，試驗3組 38.89%，試驗4組42.98%。曝氣31 d后去除率分別為：對照組29.15%，試驗1組28.03%，試驗2組 31.64%，試驗3組 46.56%，試驗4組53.22%；與前 17 d 比較增加百分率不大。從經濟效益考慮，對總氮的去除以曝氣45 min(間隔15 min)，共17 d為宜。

圖4 污水中總氮含量及變化

表5 總氮含量

2.5 總磷含量及變化由表6、圖5可見：曝氣第17 d總磷去除率分別為：對照組35.15%，試驗1組69.73%，試驗2組69.03%，試驗3組80.94%，試驗4組 77.33%。曝氣31 d時總磷去除率分別為：對照組44.36%，試驗1組42.64%，試驗2組24.76%，試驗3組57.70%，試驗4組56.28%；各試驗組后期總磷含量均有所上升。因此，曝氣時間以45 min(間隔15 min)，共17 d為宜。

圖5 污水中總磷含量及變化

表6 總磷含量

3 結論

曝氣對養(yǎng)殖污水pH值影響不大；COD的變化呈先降低，后上升的趨勢。從經濟效益考慮，氨氮在曝氣31 d時均幾乎完全去除，以曝氣30 min(間隔30 min)或45 min(間隔15 min)即可；總氮和總磷的去除以曝氣45 min(間隔15 min)為宜。

4 討論

4.1本試驗過程中COD濃度呈先降低，后上升的趨勢。一般文獻資料COD都是呈下降趨勢，分析上升的原因可能有以下幾種：(1)在曝氣的整個過程中，懸浮物的量會隨著曝氣時間的延長而增加，而懸浮物中包括不溶于水的有機物和無機物、泥沙、微生物等，在檢測過程中當污水中的懸浮物與溶解氧產生化學反應時，使COD 的測定值在原基礎上明顯上升，而水中還存在自身具備還原性的懸浮物，也會使COD 測定值出現上升的情況[2]。(2)污水中含有大量微生物，隨著曝氣時間的增加，厭氧菌和好氧菌相互作用，可能對某類細菌的生長產生影響，從而影響COD的含量。(3)由于本試驗的污水不是可循環(huán)的，在不斷充入空氣的時候有可能使水中溶解氧濃度達到飽和，反而抑制好氧細菌的生長[3]。

4.2有文獻表明，COD濃度的增加對氨氮的去除效果影響較大，隨著COD濃度的增大，氨氮去除效果逐漸降低[4]。在本實驗中，隨著COD濃度的增大，氨氮去除率卻沒有降低，證明本實驗方法有較好的氨氮去除效果。分析原因可能有：(1)曝氣實驗設備的不同。(2)由于COD在測定中存在偏差，而實際數值沒有增大很多，所以氨氮濃度受此影響不大。