今天我們來分享以下目前國外較先進的養(yǎng)豬場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)來處理原廢水和曝氣廢水。

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

3.它易于組裝且維護成本低。

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

生活在亞熱帶島嶼沖繩的人都對生豬養(yǎng)殖業(yè)的強度有所了解。農(nóng)場對島上的經(jīng)濟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225,000頭豬。豬肉是當(dāng)?shù)仫嬍车闹魇?，在傳統(tǒng)餐廳的許多菜肴中都能找到。但養(yǎng)豬場的存在還有另一種不太受歡迎的影響——異味。在車窗關(guān)閉的情況下開車穿過一些特別是農(nóng)場的區(qū)域，您一定會后悔不已。

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)場會產(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)來處理這種廢水，他們已在沖繩當(dāng)?shù)氐囊粋€養(yǎng)豬場成功進行了測試。

“我們的新系統(tǒng)使用兩個不同的腔室，”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?！霸陴B(yǎng)殖污水處理設(shè)備的一個艙室中，對全強度豬廢水進行處理以去除異味、病原體和有機物，而在另一個室中，從已經(jīng)通過傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)處理過的廢水中去除多余的硝酸鹽和磷酸鹽。據(jù)我們所知，這是第一個同時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)形成鮮明對比，傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)主要處理廢水中的有機物，并將存在的銨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，但不進一步處理硝酸鹽。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 35% 的農(nóng)場可能會超過這一即將發(fā)生的變化。

“這是一個非常令人擔(dān)憂的問題，因為硝酸鹽污染會對人類健康和環(huán)境產(chǎn)生災(zāi)難性的影響，”生物系統(tǒng)部門組長 Mami Kainuma 博士說?！爱?dāng)人們攝入硝酸鹽時，它會轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，這會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)依賴于豐富的細菌群落的存在來開始這個過程。在第一個室 - 陽極室 - 細菌與存在的有機分子發(fā)生反應(yīng)，在此過程中釋放電子。然后這些電子通過電極轉(zhuǎn)移到第二個室——陰極室。陰極室含有已經(jīng)經(jīng)過曝氣過程的廢水，因此硝酸鹽含量很高。陰極室表面的細菌接受這些電子，并用它們?yōu)橄跛猁}向氮氣的轉(zhuǎn)化提供動力。該系統(tǒng)的優(yōu)點是可以在有機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)計了一種巧妙的解決方案；他們使用微生物不僅推動處理過程，同時還能從廢水中回收一些有價值的營養(yǎng)物質(zhì)。該系統(tǒng)由包含兩個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并配備三個電極。

在實驗室成功試用該養(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養(yǎng)豬場進行了初步試驗。在那里，他們可以使用曝氣池和未經(jīng)處理的廢水。

長期實驗表明，主要的去除硝酸鹽的細菌是那些可以接受電子生長的細菌。在處理過程中，通過向電極施加 -0.4V – -0.6V 范圍內(nèi)的電位來刺激它們的活性，從而更有效地處理廢水。這些細菌群落在陰極室中總共增長了 60% 以上，并繼續(xù)表現(xiàn)出強大的活性，導(dǎo)致硝酸鹽還原率很高。另一個很大的優(yōu)點是，由于有機物，特別是揮發(fā)性脂肪酸在原該系統(tǒng)具有可擴展性、低成本、易于組裝和低維護的特點。

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