基于玉米秸稈濾料的養(yǎng)禽沖洗廢水過濾技術(shù)

關(guān)正軍，尹　恒，韓　威，章恬恬，吳應濤，陳科昭

基于玉米秸稈濾料的養(yǎng)禽沖洗廢水過濾技術(shù)

關(guān)正軍，尹恒，韓威，章恬恬，吳應濤，陳科昭

（西南大學工程技術(shù)學院，重慶 400715）

過濾預處理可以有效去除養(yǎng)禽沖洗廢水中的懸浮性固體，提高廢水處理效率。為了探究玉米秸稈作為濾料的過濾規(guī)律，研究了玉米秸稈粒度、壓實度和濾料裝填高度對養(yǎng)禽沖洗廢水過濾預處理的影響，建立了養(yǎng)禽沖洗廢水過濾裝置的結(jié)構(gòu)模型。通過正交試驗和試驗驗證，結(jié)果表明，當玉米秸稈粒度為1cm、壓實度為1.4倍密度（74.93 kg/m3）、濾料裝填高度為50 cm時濾料有最佳過濾效果，此時過濾后的養(yǎng)禽沖洗廢水總固體（TS，Total Solid）去除率為31.22%，揮發(fā)性固體（VS，Volatile Solid）去除率為44.51%，化學需氧量（COD，Chemical Oxygen Demand）去除率為24.07%，NH4+-N去除率為21.20%，達到了較好的過濾效果。對比過濾前后養(yǎng)禽沖洗廢水厭氧發(fā)酵結(jié)果，過濾后廢水厭氧發(fā)酵速率得到了明顯提升，縮短了發(fā)酵周期，驗證了過濾預處理對提高廢水處理效率的可行性。試驗結(jié)果為養(yǎng)殖沖洗廢水過濾設(shè)備研發(fā)提供了理論依據(jù)。

過濾；厭氧發(fā)酵；養(yǎng)禽沖洗廢水；玉米秸稈；預處理

0 引 言

據(jù)第二次全國污染源普查公報[1]數(shù)據(jù)顯示，畜禽規(guī)模養(yǎng)殖場水污染物化學需氧量年排放量為604.83萬t，氨氮年排放量為7.50萬t，畜禽養(yǎng)殖廢水的資源化利用成為制約中國規(guī)模化養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。畜禽廢水直接進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效率不高，而采用城市污水處理的方法成本又較高，所以強化畜禽養(yǎng)殖廢水預處理環(huán)節(jié)是降低工程運行成本的重要途徑，利用農(nóng)業(yè)廢棄物作為濾料進行畜禽沖洗廢水過濾預處理能夠有效地提高廢水的處理效率，是一種以廢治廢經(jīng)濟有效的處理手段，也是實現(xiàn)畜禽沖洗廢水資源化利用和無害化處理的重要環(huán)節(jié)。但在畜禽沖洗廢水過濾預處理的研究中卻發(fā)現(xiàn)過濾過程的濾料利用率低、過濾效果差、容易堵塞等現(xiàn)象。因此，探索一種過濾效率高、穩(wěn)定可靠的過濾預處理方式顯得格外重要。

畜禽沖洗廢水的污染負荷較高[2-6]，含有大量的有機污染物以及病原微生物，如何經(jīng)濟有效地降低廢水的污染負荷，是提高畜禽廢水處理效率的關(guān)鍵問題[7-11]，對此，國內(nèi)外學者對養(yǎng)殖廢水過濾吸附的預處理方式進行了深入研究[12-16]。傳統(tǒng)的過濾方式是利用網(wǎng)式過濾器[17-18]或疊式過濾器[19-20]進行，但均存在易堵塞和清洗困難的問題。錢鋒等[21-22]利用稻草和沸石對養(yǎng)豬廢水進行預處理，研究了不同濾料對養(yǎng)豬廢水的處理效果，得到了最好處理效果時，養(yǎng)豬廢水和濾料的參數(shù)。Vanotti等[23]通過向農(nóng)場養(yǎng)豬廢水中投加固體聚合物，增強了廢水的固液分離速率。Beline等[24-25]采用生物處理的方法對養(yǎng)殖場的廢棄物進行處理，較好地去除了養(yǎng)殖場廢棄物中的有害污染物。張智燁等[26]利用玉米秸稈作為濾料來去除豬糞發(fā)酵沼液中的污染物，研究了玉米秸稈過濾豬糞發(fā)酵沼液的可行性。上述方式都可以有效地對畜禽沖洗廢水進行預處理，但均存在處理成本過高或不宜工業(yè)化推廣等問題[27-28]。對此，本文選用玉米秸稈作為濾料對畜禽沖洗廢水進行過濾預處理，以期降低后續(xù)處理成本，并達到可工業(yè)化推廣的目的。

為了探究玉米秸稈作為濾料對養(yǎng)禽沖洗廢水過濾預處理的過濾效果，本文基于物理過濾的方式，搭建了過濾試驗裝置，并通過設(shè)計正交試驗，探究了玉米秸稈顆粒大小、濾層厚度以及濾層壓實度對過濾效果的影響，為有關(guān)養(yǎng)殖廢水過濾設(shè)備研發(fā)[29]、降低養(yǎng)殖廢水處理成本的研究提供了思路。

1 材料與方法

1.1 試驗裝置

試驗裝置由水箱、水管、截流閥、濾料層和承托架組成，養(yǎng)禽沖洗廢水經(jīng)由截流閥調(diào)節(jié)，從水箱中通過重力的方式經(jīng)水管流入濾料過濾；濾料層由直徑15 cm、高65 cm的圓柱形篩網(wǎng)盛裝，篩網(wǎng)的孔徑略小于玉米秸稈濾料的顆粒大?。怀型屑苤饕型兴浜凸苈?，方便養(yǎng)禽沖洗廢水流出和取樣。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 試驗材料

1.2.1 供試廢水

養(yǎng)禽沖洗廢水取自重慶市家禽科研基地，該家禽科研基地為工廠化規(guī)模養(yǎng)殖，禽舍內(nèi)的糞便采用干清糞模式，經(jīng)刮板清糞和人工清糞后，再沖洗圈舍，沖洗廢水經(jīng)下水道集中后統(tǒng)一流入養(yǎng)殖場配套建設(shè)的處理場內(nèi)。試驗所使用的養(yǎng)禽沖洗廢水，于2020年12月1日上午在基地取得，并在5 ℃的溫度條件下冷藏，沖洗廢水呈黑棕色，透明度低，且含有大量的固體顆粒物，黏稠并伴有惡臭。取樣后測得養(yǎng)禽沖洗廢水各指標見表1。

表1 養(yǎng)禽沖洗廢水指標

1.2.2 供試濾料

經(jīng)過預試驗發(fā)現(xiàn)，當把玉米秸稈粉碎至5 mm以下的粉末狀時，由于養(yǎng)禽廢水含有大量的懸浮物等不溶顆粒物，秸稈濾料的過濾效率低且極易堵塞，因此，本試驗主要以鍘切后顆粒長度大于1 cm的玉米秸稈濾料作為過濾材料進行研究。供試濾料取自重慶原產(chǎn)地玉米秸稈，經(jīng)30 d攤平自然晾曬后，使用鍘刀將玉米秸稈粉碎至粒徑為1、2、3、4 cm，分別裝入密封袋中備用。如圖2所示，圖中玉米秸稈顆粒長度從左到右分別為1、2、3、4 cm。通過單因素試驗確定試驗因素的邊界條件后，繼續(xù)使用鍘刀將玉米秸稈切碎至進行多因素正交試驗時的所需粒徑，裝袋后備用。

1.3 試驗指標

試驗測量指標分別為：pH值（pH計測定）；化學需氧量（COD，重鉻酸鉀法測定）；總固體（TS，烘干法測定）；揮發(fā)性固體（VS，灼燒法測定）；氨氮（NH4+-N，納氏試劑比色法測定）。

1.4 試驗運行條件

為了探索玉米秸稈作為濾料對畜禽沖洗廢水過濾預處理的過濾效果，并盡可能減少能源消耗，本試驗采用重力自然過濾。首先通過預試驗確定過濾系統(tǒng)所能處理的最大進水流量，以及過濾系統(tǒng)達到飽和時濾料需要再生的過濾運行狀態(tài)，以確定正式試驗的結(jié)束時間節(jié)點。預試驗結(jié)果表明，玉米秸稈濾料在本試驗過濾條件下所能達到的最大進水流量在2～3 L/min之間，當秸稈濾料出現(xiàn)堵塞，濾桶中濾液達到指定高度時，則表明濾料已無法高效地處理畜禽沖洗廢水，過濾系統(tǒng)在當前過濾條件下已無法繼續(xù)運行，試驗結(jié)束。

2 單因素試驗

2.1 單因素試驗設(shè)計

濾料顆粒大小、濾層厚薄和濾料緊實度對養(yǎng)禽廢水過濾效果的影響是不同的，為了得出具有較好過濾效果時，濾層厚度、濾料顆粒大小、濾層壓實度的邊界條件，為多因素正交過濾試驗做鋪墊，本文通過3組單因素試驗，對比了在不同試驗因素下玉米秸稈濾料對養(yǎng)禽廢水的過濾效果，分別考察養(yǎng)禽廢水過濾效果隨試驗條件變化的情況。通過預試驗得到：當濾層厚度小于10 cm時，濾層對沖洗廢水基本沒有過濾效果；而當濾層厚度大于60 cm或者濾層壓實度大于1.5倍密度時，濾層的過濾效率和濾料利用率均較低，由此單因素試驗中厚度取值范圍為10～50 cm，壓實度取值范圍為1～1.5倍密度，如表2，分別列出了單因素試驗的試驗因子和水平。

表2 單因素試驗設(shè)計

2.2 結(jié)果與分析

將開始過濾至更換濾料前之間的時間作為養(yǎng)禽沖洗廢水過濾的運行周期，確定出每組單因素試驗在一個運行周期內(nèi)的TS、VS和COD等試驗指標。

2.2.1 不同濾料粒度對廢水的截污效果

濾料粒度單因素試驗中，養(yǎng)禽廢水各初始指標分別為pH值6.94、TS 2.72%、VS 1.66%、COD濃度22 328.40 mg/L、NH4+-N濃度986.32 mg/L，通過設(shè)定濾層厚度為40 cm、濾層壓實度為1.2倍密度進行過濾試驗，考察玉米秸稈濾料不同粒度對養(yǎng)禽廢水的過濾效果。不同粒度玉米秸稈濾料過濾養(yǎng)禽沖洗廢水后，濾液中的TS、VS等污染物含量變化如圖3所示。

由圖3可知，玉米秸稈濾料對養(yǎng)禽沖洗廢水中TS、VS等污染物的截污效果隨著濾料顆粒長度的增加而減小。這是由于隨著濾料顆粒長度的減小，玉米秸稈濾料的比表面積會增大，可容納更多的污染物，具有更好的截污效果。當濾料粒度為1 cm時，過濾效果最佳，此時TS去除率為20.22%，VS去除率為33.73%，氨氮去除率為9.59%，COD去除率為20.13%。同時從圖3a中發(fā)現(xiàn)沖洗廢水過濾前后廢水的pH值變化不大，主要原因是玉米秸稈具有多孔特性對廢水有一定的吸附交換作用，導致 pH 值有輕微的波動。

2.2.2 不同濾層厚度對廢水的截污效果

濾層厚度單因素試驗中，養(yǎng)禽廢水各初始指標分別為pH值7.03、TS 1.91%、VS 1.11%、COD濃度13 868.00 mg/L、NH4+-N濃度737.04 mg/L，通過設(shè)定濾料粒度為2 cm、濾層壓實度為1.2倍密度進行過濾試驗，考察玉米秸稈濾料不同濾層厚度對養(yǎng)禽廢水的過濾效果。不同濾層厚度玉米秸稈濾料過濾養(yǎng)禽廢水后，濾液中的TS、VS等污染物含量變化如圖4所示。

如圖4所示，玉米秸稈濾料對養(yǎng)禽廢水中污染物的截污效果隨著濾料濾層厚度的增大而增加。這是由于隨著濾料濾層厚度的增大，玉米秸稈濾層具有更多的孔隙，可容納更多的污染物，對養(yǎng)禽廢水中污染物的截污效果更好。同時在濾層厚度單因素試驗中發(fā)現(xiàn)，濾層厚度超過50 cm后，過濾速率會下降，且濾料容易堵塞，下層濾料未充分利用。當濾層厚度為50 cm時，玉米秸稈濾料有最佳過濾效果，此時TS去除率為21.45%，VS去除率為33.14%，氨氮去除率為2.15%，COD去除率為16.97%。由圖4e可以看出養(yǎng)禽廢水過濾前后氨氮去除率較低，主要原因是廢水中的氨氮以水溶形式為主，物理過濾無法去除廢水中溶解的氨氮。

2.2.3 不同濾層壓實度對廢水的截污效果

濾層壓實度單因素試驗中，養(yǎng)禽廢水各初始指標分別為pH值6.94、TS 2.46%、VS 1.48%、COD濃度18 295.70 mg/L、NH4+-N濃度771.21 mg/L，通過設(shè)定濾層厚度為40 cm、濾料粒度為2 cm進行過濾試驗，考察玉米秸稈濾料不同濾層壓實度對養(yǎng)禽廢水的過濾效果。不同壓實度玉米秸稈濾料過濾養(yǎng)禽廢水后，濾液中的TS、VS等污染物含量變化如圖5所示。

從圖5可知，玉米秸稈濾料對養(yǎng)禽廢水的截污效果隨著濾層壓實度的增加而提升。這是由于隨著濾料壓實度的增加，玉米秸稈濾料間的間隙會減小，對養(yǎng)禽廢水中不溶顆粒物的截留作用會增強，具有更好的截污效果。同時在試驗中發(fā)現(xiàn)，當濾層壓實度增加至1.5倍密度時，濾料極容易堵塞，過濾難度增加且過濾速率下降，不適合進行實際應用，因此當濾層壓實度為1.4倍密度時，玉米秸稈濾料對養(yǎng)禽廢水有最佳過濾效果，此時TS去除率為27.06%，VS去除率為29.71%，氨氮去除率為15.78%，COD去除率為14.93%。

2.2.4 單因素邊界條件確定

由3組單因素試驗可知，當玉米秸稈濾料粒度小于2 cm，濾層厚度大于30 cm，濾層壓實度大于1.2倍密度時，濾料對養(yǎng)禽沖洗廢水具有較好的過濾效果。同時，當濾料粒度小于5 mm，濾層厚度大于60 cm或者濾層壓實度大于1.5倍密度時，玉米秸稈濾層易堵塞，過濾速率低且過濾難度增加。因此當污染物去除率較高時，玉米秸稈濾料粒度邊界條件為1～2 cm，濾層厚度邊界條件為30～50 cm，濾層壓實度邊界條件為1.2～1.4倍密度。

3 正交試驗設(shè)計

3.1 試驗方案設(shè)計

由單因素試驗確定的因素邊界條件可知，玉米秸稈粒度選擇水平為1、1.5、2 cm，濾層厚度選擇水平為30、40、50 cm，濾層壓實度選擇水平為1.2、1.3、1.4倍密度。正交試驗中廢水的各項指標如下：pH值為7.22，TS為2.66%，VS為1.65%，COD為18 301.25 mg/L，氨氮為1 032.70 mg/L。為了簡化試驗過程，減少試驗時間，同時盡可能全面地反映養(yǎng)禽沖洗廢水在不同因素影響下的過濾效果，試驗采用四因素三水平正交試驗，因素間無交互作用，并設(shè)計空白列做誤差列，得到表3所示的9組試驗安排。

3.2 試驗結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

由單因素試驗可知，養(yǎng)禽沖洗廢水過濾前后廢水中pH值和氨氮含量變化不大，且物理過濾主要去除的是養(yǎng)禽廢水中的不溶固體，因此在考察玉米秸稈濾料的截污效果時，以過濾后廢水中的TS、VS和COD含量進行判斷。

3.2.1 各因素對單指標的影響分析

試驗因素對試驗指標的影響一般根據(jù)極差分析表現(xiàn)，試驗結(jié)果和各試驗指標的極差分析如表4所示，表中、、分別代表對應因素和水平的試驗指標和的均值。

表4 試驗結(jié)果和單指標分析

TS含量的評價目標是：TS含量越低，玉米秸稈濾料的過濾效果越好，因此，對表4的TS含量試驗數(shù)據(jù)進行極差分析可知，各試驗因素對TS含量的影響程度主次順序為：、、，最優(yōu)組合為133。

VS含量的評價目標是：VS含量越低，玉米秸稈濾料的過濾效果越好，各試驗因素對VS含量的影響程度主次順序為：、、，最優(yōu)組合為233。

COD含量的評價目標是：COD含量越低，玉米秸稈濾料的過濾效果越好，各試驗因素對COD含量的影響程度主次順序為：、、，最優(yōu)組合為133。

綜上，各試驗因素對養(yǎng)禽廢水過濾效果的影響程度主次順序為：、、。

3.2.2 方差分析

由于試驗置有空列，因此將空列作為誤差項處理。查分布表可知：0.1(2，2)=9，0.05(2，2)=19，0.01(2，2)=99。利用設(shè)計專家軟件對各試驗指標進行方差分析得到數(shù)據(jù)如表5所示。

結(jié)合表4的試驗數(shù)據(jù)，對試驗指標TS含量進行方差分析，得到：0.01(2，2)＞F＞0.05(2，2)，0.01(2，2)＞F＞0.05(2，2)，0.05(2，2)＞F＞0.1(2，2)，、為顯著因素，為較顯著因素。試驗模型總體上呈顯著性。

對試驗指標VS含量進行方差分析，得到：0.01(2，2)＞F＞0.05(2，2)，0.01(2，2)＞F＞0.05(2，2)，F(xiàn)0.05(2，2)＞FC＞0.1(2，2)，、為顯著因素，為較顯著因素。試驗模型總體上呈顯著性。

對試驗指標COD含量進行方差分析得到：0.05(2，2)＞F＞0.1(2，2)，0.01(2，2)＞F＞0.05(2，2)，0.05(2，2)＞F＞0.1(2，2)，為顯著因素，、為較顯著因素。試驗模型總體上呈顯著性。

結(jié)合對試驗結(jié)果數(shù)據(jù)的極差分析和方差分析，玉米秸稈濾層的厚度是影響?zhàn)B禽沖洗廢水過濾效果的首要因素，在試驗范圍內(nèi)，秸稈濾層的厚度越大，養(yǎng)禽沖洗廢水中污染物的去除率均呈現(xiàn)出逐漸變大的趨勢；同時玉米秸稈濾料粒度和濾層壓實度是影響廢水中污染物去除率和過濾效果的主要因素，玉米秸稈濾料粒度越小、濾層壓實度越大，廢水污染物去除率越高，過濾效果越好。

表5 方差分析

3.3 試驗驗證

通過對各因素的不同水平綜合分析，結(jié)合設(shè)計專家軟件，得到各因素最優(yōu)水平組合是：濾料粒度為1 cm、濾層厚度為50 cm、濾層壓實度為1.4倍密度（74.93 kg/m3），各指標的預測值分別為：TS 1.74%、VS 0.91%、COD濃度13 500.40 mg/L。對最優(yōu)組合進行重復性檢驗，試驗重復3次，結(jié)果如表6所示。TS、VS、COD的實測值與預測值之間的相對誤差分別為4.68%、2.72%、4.62%，均小于5%，證明最優(yōu)水平的組合是可信的，此時TS去除率為31.22 %，VS去除率為44.51 %，COD去除率為24.07 %，NH4+-N去除率為21.20 %，達到了較好的污染物去除效果。

表6 最優(yōu)水平組合方案重復性檢驗結(jié)果

過濾后的固形物經(jīng)過好氧堆肥后還田，可以進行資源的有效利用，而經(jīng)過過濾后的廢水再進行后期的生化處理，就能大幅度降低養(yǎng)禽廢水的處理成本。養(yǎng)禽沖洗廢水在過濾前后的實物對照如圖6所示，可以發(fā)現(xiàn)過濾后廢水中的懸浮性雜質(zhì)明顯降低，為后續(xù)厭氧結(jié)合好氧處理工藝高效、低成本運行提供可能。

4 沼氣發(fā)酵對比

4.1 試驗方法

為了對比過濾前后養(yǎng)禽沖洗廢水在二級生化處理中的表現(xiàn)，本試驗采用一次性接種投料，進行(35±2)℃恒溫水浴槽中溫厭氧發(fā)酵，運轉(zhuǎn)周期內(nèi)不添加新料液，每天人工振蕩攪拌2次，并逐日記錄累計產(chǎn)氣量[30]。試驗中污泥取自重慶市北碚區(qū)污水處理廠，并對污泥進行培養(yǎng)馴化，待污泥及微生物具有較強活性后，以質(zhì)量分數(shù)為30%的接種物接種裝罐發(fā)酵并每天記錄產(chǎn)氣情況，待基本停止產(chǎn)氣時結(jié)束試驗。

4.2 結(jié)果與分析

圖7為過濾前后養(yǎng)禽沖洗廢水厭氧發(fā)酵對比試驗結(jié)果。從圖7中可以看出，在整個發(fā)酵過程中，過濾后沖洗廢水的日產(chǎn)氣量均低于沖洗廢水日產(chǎn)氣量，且過濾后沖洗廢水在發(fā)酵過程中產(chǎn)氣高峰明顯提前，產(chǎn)氣周期在第9天基本結(jié)束；而沖洗廢水發(fā)酵時間較長，后期產(chǎn)氣較過濾后沖洗廢水多，出現(xiàn)多次產(chǎn)氣波動。

根據(jù)厭氧發(fā)酵前后廢水的COD及VS值可計算出COD和VS的去除率，根據(jù)總產(chǎn)氣量可以計算出單位TS、VS的產(chǎn)氣率，結(jié)果如表7所示。

表7 厭氧發(fā)酵性能對比

試驗結(jié)果表明，過濾沖洗廢水經(jīng)過厭氧發(fā)酵后COD、VS去除率更高，但其TS、VS產(chǎn)氣率較未經(jīng)過濾沖洗廢水產(chǎn)氣率低，其原因主要是過濾后廢水黏度低、營養(yǎng)物質(zhì)少，料液發(fā)酵速度快且發(fā)酵時間短，相同條件下，沖洗廢水批式發(fā)酵22 d后穩(wěn)定，過濾后沖洗廢水11 d即達到穩(wěn)定。

綜上可知，經(jīng)過過濾的養(yǎng)禽沖洗廢水厭氧發(fā)酵效率更高，過濾后沖洗廢水可以縮短大約50%的厭氧發(fā)酵時間，這對于減少沼氣工程投入和降低工程運行成本具有重要意義。

5 結(jié) 論

1）利用玉米秸稈作為濾料過濾養(yǎng)禽沖洗廢水，經(jīng)過過濾后的廢水不僅COD明顯降低，且大部分懸浮性雜質(zhì)也被吸附在秸稈吸附層中，使出水有機負荷顯著降低，碳氮比趨于平衡，降低了養(yǎng)禽沖洗廢水無害化處理的運行成本。

2）采用正交試驗探究了玉米秸稈濾料粒度、濾層厚度、濾層壓實度過濾養(yǎng)禽沖洗廢水后廢水中TS、VS和COD含量的變化。經(jīng)過試驗驗證得到的優(yōu)化過濾條件是：玉米秸稈濾料粒度為1 cm、濾層厚度為50 cm、濾層壓實度為1.4倍密度（74.93 kg/m3），在此條件下，養(yǎng)禽沖洗廢水可以實現(xiàn)最佳過濾效果，TS去除率為31.22%、VS去除率為44.51%、COD去除率為24.07%。

3）對比過濾前后養(yǎng)禽沖洗廢水厭氧發(fā)酵的結(jié)果可知，經(jīng)過過濾后的廢水發(fā)酵速度快且發(fā)酵時間短，對降低工程運行成本，減少工程占地面積具有重要意義。

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Filtration technology of poultry washing wastewater based on maize stover filter media

Guan Zhengjun, Yin Heng, Han Wei, Zhang Tiantian, Wu Yingtao, Chen Kezhao

(,,400715,)

Treatment of livestock and poultry wastewater has brought tremendous pressure to the surrounding environment, particularly to the large-scale and intensive breeding and mechanized farming. Poultry washing wastewater generally contains complex components, a large amount of solid particle sludge, and high ammonia nitrogen content, leading to single pretreatment means and high treatment costs. Alternatively, easily accessible, low-cost corn stalks can be used as filter materials to pretreat the poultry washing wastewater for high efficiency of wastewater treatment. It is an economical and effective way to treat waste with waste, thereby realizing the resource utilization and harmless treatment of poultry washing wastewater. Filtration pretreatment can also effectively remove suspended solids in aquaculture wastewater. Since the filtered solids were subjected to composting treatment, where together returning to the field for effective use of resources. Post-biochemical treatment was performed on the filtered wastewater, and further greatly reduced the processing costs of aquaculture wastewater. This study aims to explore the filtering law of corn stalk as a filter material, and the effects of corn-stalk particle size, compaction, and filling height of filter material on the filtration pretreatment of poultry-washing wastewater. A structural model was also established for the poultry-washing wastewater filtration device. The filtration characteristics of main pollutants were investigated in poultry washing wastewater under different particle sizes, filter thicknesses, and compactions, where the boundary conditions of each factor were determined. A single factor test was carried out to determine the boundary condition of parameters. The three-factor three-level orthogonal test was designed to clarify the effect of corn stalk filter on the poultry-washing wastewater. The results show that the filter material presented the best filtering performance when the particle size of corn stalk was 1cm, the compaction degree was 1.4 times density (74.93kg/m3), and the filling height of filter material was 50cm. The Total Solids (TS) removal rate of poultry-washing wastewater was 31.22%, the Volatile Solid (VS) removal rate was 44.51%, the Chemical Oxygen Demand (COD) removal rate was 24.07%, and the NH4+-N removal rate was 21.20%, indicating an excellent filtration performance. The anaerobic fermentation efficiency of filtered poultry-washing wastewater was much higher than before and after filtration. Under the same conditions, the anaerobic fermentation time of filtered poultry-washing wastewater was shortened by about 50%, which was of great significance to reduce the operation cost and the floor area of the project. The structure model was built for the poultry-washing wastewater filtration device using experimental parameters. The finding can provide a promising theoretical basis to develop the straw filtration equipment for aquaculture wastewaters.

filtration; anaerobic fermentation; poultry washing wastewater; maize stover; pretreatment

關(guān)正軍，尹恒，韓威，等. 基于玉米秸稈濾料的養(yǎng)禽沖洗廢水過濾技術(shù)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2021，37(13)：216-223.

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.025 http://www.tcsae.org

Guan Zhengjun, Yin Heng, Han Wei, et al. Filtration technology of poultry washing wastewater based on maize stover filter media[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(13): 216-223. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.025 http://www.tcsae.org

2021-02-27

2021-05-28

重慶市科技局農(nóng)高新專項項目《水禽養(yǎng)殖污水資源化利用關(guān)鍵技術(shù)研究與應用示范》（CSTC2019ngzx0017）

關(guān)正軍，教授，博士生導師，研究方向為農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用。Email：zhjguan@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.13.025

S216.4

A

1002-6819(2021)-13-0216-08