今天我們來(lái)分享以下目前國(guó)外較先進(jìn)的養(yǎng)豬場(chǎng)污水處理方法以及新型養(yǎng)殖污水處理設(shè)備的工藝及應(yīng)用情況如何.

1.最近國(guó)外某科學(xué)技術(shù)研究生院生物系統(tǒng)部門的研究人員研發(fā)了一套養(yǎng)殖污水處理設(shè)備系統(tǒng)來(lái)處理原廢水和曝氣廢水。

2.該系統(tǒng)依靠細(xì)菌群落來(lái)分解原廢水中的有機(jī)物質(zhì)，并從曝氣廢水中去除硝酸鹽和磷酸鹽。

3.它易于組裝且維護(hù)成本低。

4.該養(yǎng)殖污水處理設(shè)備系統(tǒng)已被證明在實(shí)驗(yàn)室和日本沖繩當(dāng)?shù)氐酿B(yǎng)豬場(chǎng)都有效。

生活在亞熱帶島嶼沖繩的人都對(duì)生豬養(yǎng)殖業(yè)的強(qiáng)度有所了解。農(nóng)場(chǎng)對(duì)島上的經(jīng)濟(jì)和文化有很大的影響。據(jù)當(dāng)?shù)卣?/span>稱，截至2018年，當(dāng)?shù)匾呀?jīng)有超過(guò)225,000頭豬。豬肉是當(dāng)?shù)仫嬍车闹魇常趥鹘y(tǒng)餐廳的許多菜肴中都能找到。但養(yǎng)豬場(chǎng)的存在還有另一種不太受歡迎的影響——異味。在車窗關(guān)閉的情況下開(kāi)車穿過(guò)一些特別是農(nóng)場(chǎng)的區(qū)域，您一定會(huì)后悔不已。

這種氣味很大一部分部分是由當(dāng)?shù)氐?/span>養(yǎng)豬業(yè)引起的。在沖繩各地，農(nóng)場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生大量廢水。現(xiàn)在，沖繩科技大學(xué)研究生院 (OIST)生物系統(tǒng)部門的研究人員創(chuàng)建了一種新的養(yǎng)殖污水處理設(shè)備系統(tǒng)來(lái)處理這種廢水，他們已在沖繩當(dāng)?shù)氐囊粋€(gè)養(yǎng)豬場(chǎng)成功進(jìn)行了測(cè)試。

“我們的新系統(tǒng)使用兩個(gè)不同的腔室，”最近發(fā)表在Bioresource Technology上的一篇論文的第一作者 Anna Prokhorova 博士解釋說(shuō)。“在養(yǎng)殖污水處理設(shè)備的一個(gè)艙室中，對(duì)全強(qiáng)度豬廢水進(jìn)行處理以去除異味、病原體和有機(jī)物，而在另一個(gè)室中，從已經(jīng)通過(guò)傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)處理過(guò)的廢水中去除多余的硝酸鹽和磷酸鹽。據(jù)我們所知，這是第一個(gè)同時(shí)成功處理兩種不同類型廢水的養(yǎng)殖污水處理設(shè)備系統(tǒng)。”

這與目前農(nóng)民使用的傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)形成鮮明對(duì)比，傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)主要處理廢水中的有機(jī)物，并將存在的銨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，但不進(jìn)一步處理硝酸鹽。在日本，畜牧業(yè)的硝酸鹽排放限制將很快降低到目前水平的五分之一（目前為每升 500 毫克硝酸鹽氮），以與其他行業(yè)保持一致。沖繩超過(guò) 35% 的農(nóng)場(chǎng)可能會(huì)超過(guò)這一即將發(fā)生的變化。

“這是一個(gè)非常令人擔(dān)憂的問(wèn)題，因?yàn)橄跛猁}污染會(huì)對(duì)人類健康和環(huán)境產(chǎn)生災(zāi)難性的影響，”生物系統(tǒng)部門組長(zhǎng) Mami Kainuma 博士說(shuō)。“當(dāng)人們攝入硝酸鹽時(shí)，它會(huì)轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，這會(huì)影響血液攜帶氧氣的能力，并可能導(dǎo)致高鐵血紅蛋白血癥或藍(lán)嬰兒綜合癥。”

這種新型的養(yǎng)殖污水處理設(shè)備系統(tǒng)依賴于豐富的細(xì)菌群落的存在來(lái)開(kāi)始這個(gè)過(guò)程。在第一個(gè)室 - 陽(yáng)極室 - 細(xì)菌與存在的有機(jī)分子發(fā)生反應(yīng)，在此過(guò)程中釋放電子。然后這些電子通過(guò)電極轉(zhuǎn)移到第二個(gè)室——陰極室。陰極室含有已經(jīng)經(jīng)過(guò)曝氣過(guò)程的廢水，因此硝酸鹽含量很高。陰極室表面的細(xì)菌接受這些電子，并用它們?yōu)橄跛猁}向氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化提供動(dòng)力。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是可以在有機(jī)物含量低的廢水中去除硝酸鹽，例如已經(jīng)曝氣的水。

為了處理這兩種水，研究人員設(shè)計(jì)了一種巧妙的解決方案；他們使用微生物不僅推動(dòng)處理過(guò)程，同時(shí)還能從廢水中回收一些有價(jià)值的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。該系統(tǒng)由包含兩個(gè)腔室的聚丙烯酸反應(yīng)器創(chuàng)建，這些腔室由離子交換膜隔開(kāi)并配備三個(gè)電極。

在實(shí)驗(yàn)室成功試用該養(yǎng)殖污水處理設(shè)備系統(tǒng)后，研究人員與沖繩縣環(huán)境科學(xué)中心和 Okidoyaku 合作，在沖繩縣畜牧草地研究中心的一個(gè)養(yǎng)豬場(chǎng)進(jìn)行了初步試驗(yàn)。在那里，他們可以使用曝氣池和未經(jīng)處理的廢水。

長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)表明，主要的去除硝酸鹽的細(xì)菌是那些可以接受電子生長(zhǎng)的細(xì)菌。在處理過(guò)程中，通過(guò)向電極施加 -0.4V – -0.6V 范圍內(nèi)的電位來(lái)刺激它們的活性，從而更有效地處理廢水。這些細(xì)菌群落在陰極室中總共增長(zhǎng)了 60% 以上，并繼續(xù)表現(xiàn)出強(qiáng)大的活性，導(dǎo)致硝酸鹽還原率很高。另一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是，由于有機(jī)物，特別是揮發(fā)性脂肪酸在原該系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性、低成本、易于組裝和低維護(hù)的特點(diǎn)。

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