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好氧处理乳品废水的序批式反应器系统李秀金章瑞红摘要：单级和双级序批式反应器（SBR）系统的性能进行了追究处理乳品废水。单级SBR系统进行了测试，10,000mg/L的化学需氧量（COD）的三个水力停留时间（HRTs）1，2，3天，20000毫克/升化学需氧量四HRTs1,2进水进水，3，4天。1天HRT为找到足够的治疗10000毫克/升COD的废水化学需氧量的80.2％，63.4％的总固体，挥发性固体66.2％，75％的总凯氏氮，38.3％的总氮去除率，液体流出。为期两天的停留时间，相信有足够的治疗20000毫克/升，如果乳品废水COD的氨氧化是不完整的需要。然而，4天的停留时间需要为实现全面氨氧化用。一个两阶段的系统和完整的SBR法混合生物膜反应器组成的完整实现碳氨氧化和可比性，固体，脱氮能力，同时利用较单一SBR系统至少有1/3少停留时间。关键词：好氧，乳制品，废水，序批式反应器1引言目前乳品废水的处理主要是通过土地，很少或没有Califor在美国NIA的预处理中的应用。由于越来越多的普通公众对潜在的阿尼-不善废物对环境质量造成不良影响和最近的发展，在气体排放的控制和营养管理，替代废水处理方法的环境法规ments牛奶生产者成为有吸引力的选择。序批式反应器（SBR）是一种结构BIOLOG-iCal中好氧反应器处理，使用细菌降解有机碳和氮的去除废水中的存在。如果设计和操作得当，它可能成为一种治疗动物气味废水控制和减少固体及养分含量有希望的替代。SBR工艺处理的废水和小批量适合与大多数动物以及废水收集系统。这是一个时间导向系统及以上五个阶段反复循环运作-填写，反应，沉淀，调迁，闲置。认为控制性能的主要因素包括SBRs或-有机负荷率，水力停留时间（HRT），固体停留时间（SRT），溶解氧（DO），以及诸如化学需氧量（COD）的进水特性，固体含量和碳对氮比（C/N）的，等等这些参数是如何控制的不同，可设计为SBR法有一个或这些功能系统蒸发散更多：碳氧化，硝化，反硝化[1，2]。碳的氧化和脱硝工作，由异养细菌和硝化通过自动营养菌。的SBR已成功用于市政和工业废水，其中的高处理性能处于良好的外汇基金，流利的质量，导致[3，4]治疗。它被认为是一个小型通信，关系[5]废水处理应用合适的系统。的SBR是一种农业文化应用相对较新的技术。关于动物废弃物SBR法以前的研究主要是集中在猪场废水处理。一些研究人员[6，7，8]重新移植在治疗中的1,614-2,826毫克/升和175-3,824毫克/升，分别范围猪粪尿水的COD和悬浮物（SS）的SBR工艺性能。令人满意工厂的COD和SS去除率达到从废水与每小时22-30HRTsFernades等。[9]研究与治疗约4％（TS）的总固体猪粪高度集中的SBR。进水COD，氨氮，总凯氏氮（TKN）分别高达31175毫克/升，1265毫克/升，和2580毫克/升，分别为高。他们的研究结果表明，97％以上的COD，99％的氨氮和93％，TKN去除率分别达到污水中的液体在6至9天，HRTs和超过20天的SRT。谭等人。[10]研究中心从挤奶污水处理SBR和报道，废水与919-1,330毫克/升的COD和15-37毫克/L的NH3-N的成功治疗的水力停留时间为20小时对SBR法治疗奶牛粪便没有得到很好的研究文献中。关于对猪粪便及其他类型的污水处理SBR工艺上的研究结果提供了有价值的参考乳品废水处理。然而，由于昼夜温差在乳制品从其他类型的污水废水的特点ferences，研究需要制定在治疗各种特色乳品废水SBR法的设计和业务准则。本研究的目的是探讨在治疗奶牛和固体碳和氮转化去除废水对SBR系统的性能特点的废水，水力停留时间，污泥龄，有机负荷率的影响，开发设计SBR系统级配置。2材料与方法2.1牛粪收集和制备牛粪上收集奶牛农场在加利福尼亚大学戴维斯分校。由于径流的饲养场尿液，粪便的收集，主要是粪便和含有氨氮的含量相对较低。粪便是浆与筛选，然后加水两筛两次与4•2•4和2毫米，分别开口，去除大颗粒。筛选出的粪便立即被运到实验室，并储存在冰箱，直到使用在-20C条。在TS和COD的粪便进行筛选30000-40000毫克/升和35,000-50,000毫克/升，分别为。当需要时，存储的粪便被解冻，然后用自来水稀释以获得所需的COD浓度。由于相对低的相比，在奶牛场收集的粪便一般水平的原始粪便氨含量，尿素添加到增加100-125毫克/升的NH3-N的准备粪便500-550毫克/升。制备的有机肥是然后放入50升喂养冰箱安置在日常使用的第4C坦克。进料罐有一个搅拌器中混合喂养的反应堆的废水。2.2实验装置和操作两个单级和两级处理系统进行了测试。单级SBR系统包括一SBR和一个串联固相沉淀池。最初的废水进行处理送入SBR和SBR法的污水，污泥，包括液体，然后将是一个沉淀池，其中的液体从污泥中分离重力沉降和液体特性的污水排放系统。这两个阶段的系统包括一SBR法（第一级反应器），一固相沉淀池，以及一个完整的混合生物膜反应器（CMBR）（第二级反应器）串联。液体污水从固相集tling坦克被用作进水取得的CMBR，进一步在CMBR治疗达到完全硝化作用。这两个阶段的SBR工艺-CMBR系统如图。1。每个系统是美联储和倒出12ħ在每个治疗周期，一天两次。所有的饲养和调迁用蠕动泵进行自动操作与数字时间控制器。期间每个SBR处理不同的操作周期为1-3分钟的时间顺序填写，11小时和4-8分钟的反应，40分钟下来，调迁1-3分钟，10分钟闲置。该CMBR是作为一个完整的经营混合反应器和广播电视已久的关于在反应器置于聚乙烯颗粒附着生长提供。过轻的塑料颗粒密度（920公斤/立方米），并保持与流化床气流。每个球直径为10毫米，高10毫米，内外面的缸和纵向鳍交叉，提供一个大面积的细菌附着。该颗粒填充量总共占领的AP-18液体体积近似在反应器（3升）％。SBR和CMBR反应堆的却是从透明的压克力，有6l每个总体积的51厘米高，12厘米直径。在测试过程中，液体卷，每个反应堆的UME为3湖每个反应堆用气流量控制在一个加压的空气。为了小迈兹反应器中的水蒸发，空气中胡透过在15升之前进入罐中水反应堆旅游midified。是均匀分布的空气通过气石散流器的四个，接近停滞的反应器底部进入废水。所有的接种反应器最初由加州大学戴维斯分校获得污水处理厂，并允许约2个月至AC气候实验正式开始前的活性污泥。它通常把每个SBR法重新演员约4周达到稳定状态时，一个新的操作条件tion进行了介绍。稳定状态被定义为一个国家时，出水COD的TS，氨氮和pH的每周变化均小于5％。这些参数进行监测，每周两次。该CMBR已全部accli与稀释约6个月乳品废水交配，并正在与之前的SBR硝化细菌建立连接。混合液悬浮固体在CMBR（污泥）约为10000毫克/升，这是来自悬浮生长和附着生长固体计算。为了确定从SBR法氨的排放，由于曝气的SBR退出空气，氨被吸收0.3ñ硼酸溶液24测试条件下。2.3实验方案和系统性能评价试验进行了两个阶段。第一阶段是学习进水characteris-抽搐，水力停留时间，以及相应的SRT和装上了单级SBR系统性能速度的影响。第二阶段是评估一个两阶段丁苯橡胶-CMBR系统的性能。这两个系统，然后比较了固体碳和氮的去除和凸-锡安效率方面。与单级SBR系统，三HRTs（1，2和第3天）进行了测试的废水10000毫克/升的COD和四HRTs为20000毫克/升废水的化学需氧量（1，2，3和第4天）。为10000毫克/升化学需氧量，相应的负荷率和污水污泥龄的三个HRTs分别为10，5，和3.3克化学需氧量/升/天，8，12和15天。为20000毫克/升化学需氧量，相应的负荷率和污水污泥龄的四个HRTs分别为20，10，6.7，化学需氧量和5克/升/天，1.5，3，4和6天。随着两个阶段SBR系统，先用2天是作为系统水力停留时间，1日为第一阶段，1日的第二阶段为influ，已废除，然后是2.5天与2天使用第一阶段和第二阶段为0.5天。为4升/分钟气流速度应用于所有运行，这是能够主添溶解氧在SBR和CMBR（DO）的上述3毫克/升该处理系统的性能是evalu-ated中碳和氮的去除和固体转换效率方面。参数分析包括的TS，（VS）的挥发性固体，化学需氧量，SCOD增加（可溶性化学需氧量），TKN，氨氮，亚硝酸根氮，硝态氮。两个版本的效率removal/con-种用来解释和固体碳和氮的去除氧化的结果。一个效率，等，是基于从搬迁总污水（包括污水产生的污泥和液体），再通过生物过程flecting去除率孤单。其他效率，萨尔瓦多，是基于从去除液体污水，即上清，通过双方代表的生物过程和污泥分离去除效率。对于单级SBR系统，总的污水是从的SBR污水和液体是从污水沉淀池固体倒出上清液。对于两个阶段丁苯橡胶-CMBR系统，总出水的污泥从沉淀池相结合，并最终从CMBR污水，废水的液体是CMBR液体流出。以前的研究大多只报告去除液体流出（EL）的效率。其实，Eldoes不能反映一个用于去除废水中的各种成分系统的实际能力，因为这些成分中的一部分是从污泥中分离的液体污水和污泥作为一个单独的流出院。因此，Etneeds用于以评估用于去除废水中各种成分的一个系统的实际能力2.4采样和分析方法在每个反应堆达到稳定状态测试条件下，样品取自进水，混合液，总污水和液体反应器污水每周三次（隔日）为化学需氧量，SCOD增加的TS，VS中的氨分析-N的，二氧化氮，氮，硝态氮，和TKN。重新moval效率，ElandEt，计算的基础上，从进水，液体污水，污水总系统中的数据。的污泥和污水的SBR法共分离液是由定居在1-L的废水进行量筒2小时，然后调迁以上的污泥液液界面的分数线。对COD，SCOD增加的TS，VS中的测量和TKN根据APHA标准方法[11]。在这项研究中测得的COD为化学需氧量。pH值是衡量一Accumet酸度计（尔科技，匹兹堡，宾夕法尼亚州）。在氨氮是衡量一个气敏电极和pH计。在反应堆上的DO浓度监测与DO仪（美国YSIMode158，费舍尔科学，匹兹堡，宾夕法尼亚州）每日基础。的NO2-N的分析与哈希方法，使用DR/2000分光光度计比色法[12]。中NO3-N的扩散具有导电性测量仪[13]。3结果和讨论3.1单级SBR系统性能3.1.1碳和固体去除对SBR法的1万毫克/升化学需氧量10000进水COD性能数据见表1。随着水力停留时间为1到3天的增加，对COD，SCOD增加的TS，并与在液体中的污水变成低，出水水质较好，由于产量增加和改善生物转化污泥沉降，如增加去除率指出（ElandEt）。然而，没有图。研究室的设置，分两个阶段丁苯橡胶-CMBR对乳品废水treatm中碳和固体物，椭圆形和液体出水水质条件，为三HRTs显着性差异系统。例如，对COD和TS去除率efficiencyEl增长5.1％和0.3％，5.7％和2.0andEtwas％，分别疑心，当水力停留时间为1至3天增加。因此，1天的停留时间被认为是治疗有10000毫克/升的满意去除率COD和停留时间相对较短的乳品废水足够了。在1天停留时间，从液体污水去除效率（萨尔瓦多）为80.2％，对COD，为TS63.4％，和66.2％的VS。这些清除是由于无论是在SBR和污泥中分离固体生物转化，沉淀池。由于搬迁生物转化独自在SBR法衡量byEt，对COD为45.0％，21.4％的TS，和34.2％的显着提高thanElVS.Etwas，伊赛格-gesting的SBR处理后污泥分离是必要的实现从乳品废水和固体重要的碳重新moval。结果发现，好氧处理大大提高了絮凝settlea，废水中的固体bility。污泥沉降性能良好的实现高固体碳和去除效率的重要。对SBR法的为20000毫克/升进水COD的性能数据见表2。第1天的停留时间进行了测试第一。结果发现，这是不可能控制在理想水平，由于在建设快速反应器固体和固体沉降差的SRT。当HRT为增加至2天，在出水水质和增加去除率