1、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22-30 HRTs Fernades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
2、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
3、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424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
4、，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
5、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12 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
6、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6 l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
7、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0.3 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，
8、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
9、.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
10、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
11、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YSI Mode158，费舍尔科学，匹兹堡，宾夕法尼亚州）每日基础
12、。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
13、efficiencyEl增长5.1和0.3，5.7和2.0 andEtwas，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TS 63.4，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thanEl VS.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
14、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显着改善。然而，当HRT为进一步增加至3天，出水水质，化学需氧量和固体清除的变化并不signif -滤油。因此，为期2天的停留时间被认为是足够的化学需氧量和固体去除率为20000毫克/升，由于进水COD的相对停留时间短，高去除的效率。在为期
15、2天的停留时间，清除efficiencyElof化学需氧量，SCOD增加的TS，和VS 85.7，67.1，71.0和70.6，分别andEtwas 35.9，67.1，22.8和25.6，分别为。为期4天的停留时间进行了测试实现COM的plete氨转换。由于氨是不是COM - pletely转换2日和3日的停留时间，停留时间较长，需要完成时所需的硝化作用。这将进一步讨论在下面脱氮部分。从分离的SBR污水污泥含有4.1-5.9徘徊。下部进水COD（10,000毫克/升）的结果是优于较高进水COD（20,000毫克/升）污泥沉降。作为总污水量为污泥体积分数5-6和13-16对进水COD的降低和更
16、高的层次，分别为。污泥是由废水中未降解固体和新形成的细菌细胞。它可以进一步加工成有机土壤改良剂通过脱水和堆肥。表1.Effluent质量和处理效率为10000毫克/升进水COD ParametersInfluent SBR法。3.1.2氮转化随着进水10000毫克/升的COD和1 - 3天的停留时间，22.2-23.6，总氮（TN）的是在治疗过程中丧失了作为指示theEt。这三个HRTs对TN损失没有显着差异。氨集合结果表明，氨氮挥发量只有2-3的TN，印第，cating氨的挥发损失，通过这些操作条件下，小占。对TN损失（约20），其余部分可能是由于其他含氮气体，如在硝化过程中形成的氮氧化物（
17、NO和NO2），并在反硝化过程中形成氮气（N2）的排放。该TKN去除53.2-56.7，从总污水和75 - 78.8，从液体流出，分别为。该TKN去除主要是由于氨氧化。随着进水20000毫克/升的COD和1 - 4天HRTs，对TN的损失是18.2-20.5。在1天的停留时间，氨集合结果表明，氨挥发对TN占16，这表明总氮损失大部分是由于氨的挥发。这发生在与SBR法硝化速率低。但在2氨挥发微不足道 - 4天HRTs，在哪个硝化SBR工艺具有较高的活动。这些结果可能意味着氨挥发可能与硝化活性。小1天的停留时间硝化作用的发生是由于泥龄短1.5天。这与Prakasam和洛汉弗14，谁指出，为期2天的
18、广播电视的调查结果是一致的家禽废弃物硝化最低。因此，水力停留时间为2天增加到3天，以及相应的SRT是3天，4天。结果发现，在硝化能够维持在双方的SBR HRTs。在2日和3日的停留时间，清除的TN和TKN分别为19.5和44.0 - 47.4，从总的污水，和57.5-57.2和84.2 - 85.1，从液体流出分别。重大的NH3 - N的去除，如去除84.8的为期2天的停留时间和85.2 3天的停留时间的效率表示，尽管仍然有80-82毫克/升残余氨氮污水中存在。可以看出，在对TN，TKN方面没有明显的昼夜温差，两HRTs干扰，和NH3 - N的去除率。因此，如果完整的氨氧化是不是必需的，为期2
19、天的停留时间将被视为有效的治疗在这里讨论和去除COD和固体，如教脱氮方面都提到20000毫克/升化学需氧量进水。残余氨某些款项是在从20000毫克/升的污水化学需氧量目前在2日和3日的停留时间进水。这表明，硝化过程中可能已在这两个操作条件抑制。硝化抑制作用可能是通过更具竞争力的异养菌由于硝化细菌可能通过抑制游离氨（FA）和自由（活检）氮酸和硝化的BAC - teria抑制15。氨是因为它的气味，水生生物毒性不良，因此，它需要从废水中去除。 Shammas 16研究了硝化过程中的温度，pH值，生物量的相互作用，并得出结论，高效率的硝化要么只能用很长的停留时间或高固体浓度和温度升高的合并取得的。因
20、此，HRT为进一步提高到4天，以获得完整的氨转化。结果发现，为期4天的停留时间，相应的6天的SRT，已经足以完整的氨转化，由零氨表示预先在污水（见表2）。因此，可以得出结论，如果完整的氨转换需要，为期4天的停留时间将用于治疗540毫克/ L的NH3 - N的20000毫克/升废水COD的需要。阿进行了跟踪研究，以进一步取消derstand在SBR法硝化过程。在苜蓿- SBR法系统蒸发散中氨氮，亚硝酸根氮，硝态氮在治疗期间，在为期2天的停留时间达10000毫克/升废水COD的12小时营业周期如图所示。 2。上午莫尼亚氧化主要发生在第一个5小时，为印第按中NO2 - N的增加，氨氮下降cated。
21、由于大量的氨是一个具有高氧化硝化周期的早期阶段，氨挥发量可能会减少与此相反的情况时，硝化小如上所述。之间的氨挥发和硝化活性的关系还需要进一步在未来的研究调查。pH值可能与氨挥发的另一个因素。因为更高的介质pH值，有折痕的在中溶解气体组分总氨，氨挥发可能已高时几乎没有硝化作用，pH值保持REL的- atively高（约8.0），但小的时候有很好的硝化作用和pH值降低（图2）。的NO2 - N的增加量达到峰值后喂食后约5小时，然后开始下降，而NO3 - N的开始略有增加。一般来说，在SBR法在经营周期的氨氮，二氧化氮，氮，硝态氮，pH值变化对反应器中，初始氨氮浓度和废水中碱度的生物转化动态而定。3
22、.2性能两个阶段SBR法，CMBR系统如上所述，为期4天的停留时间，需要对实现该图乳品废水中氨氮完全氧化。氨氮，二氧化氮，氮，硝态氮，pH值2.Profiles在一个与2天的停留时间和10000毫克/升SBR工艺进水COD的循环单级SBR法。看来，增加停留时间达到完全硝化是不符合成本效益。这使我们去探索，分两个阶段处理系统。研究表明，在一个单独的第二阶段将增加曝气系统硝化硝化速率，由于更适合环境，一个比一个单级系统17两阶段系统提供。在好氧处理，碳的氧化进行了异养菌，而硝化细菌是由自养出来。细菌两组有显着的生理，基板要求，代谢特点和生长动力学不同。在单级系统，包括碳氧化和硝化反应器进行一次。这
23、两种细菌部队组内共存相同的物理和化学环境，这是不是要么自养或异养菌的最佳，并使其难以达到最佳碳氨转化。通常，在一个较长的水力停留时间为单级系统应用平衡增长缓慢的自养菌和硝化负责快速增长的碳氧化合terotrophic细菌。但是，这是不经济的，如上所述。一个两阶段的系统能够独立的碳氧化和硝化过程，使每道工序在一个单独的进行重新演员。第一级反应器的目的主要是氧化和固体碳沉降的提高，以及提供适当的条件下硝化第二阶段的反应堆。因为碳被氧化可以通过快速增长的异养菌快，第一级反应器可以使用一个相对较短的水力停留时间。经过第一阶段的SBR处理，固体沉降以及提高，污泥产生的液体分离，废水作为进水用于第二阶段的
24、反应堆。污泥九月- aration将大大提高系统的去除效率，减少如鳕鱼的TS成分的浓度，并在进水氨氮，从而有可能使用较短的水力停留时间，同时保持在第二硝化较长的SRT -阶段的反应堆。随着的Opti - mization环境条件和基板作为单独的阶段，对于上述异养和自养细菌的特性，整体每两阶段的系统性能可以得到改善，总体停留时间减少，从下面提出的性能数据表明。这两个阶段的系统包括一SBR法作为第一阶段和第二阶段的一个CMBR。该CMBR被选为第二级反应器，因为在- tached细菌生长的影响聚乙烯颗粒支持，相信通过提供一个长期的SRT硝化的BAC - teria有利。该CMBR被用来处理从污水S
25、BR法的液体。 SBR和CMBR首次操作在1天的停留时间，停留时间与系统被用于治疗化学需氧量10,000毫克/升和化学需氧量20000毫克/升进水，分别为2天。在CMBR 1天的停留时间被确定为适当的级别，根据初步测试结果。两个阶段的系统的性能数据见表3和4。可以看出，液体出水水质和碳，固体和氮的去除率在2天的停留时间分两个阶段系统均在3天的停留时间都产生影响的比较，从单级SBR法的。这表明，在HRT的基础上，这两个阶段的系统将需要1 / 3低于单级系统反应器的体积，因此似乎更有利的经济性。此外，这两个阶段的系统允许废水中的氨氧化完全由零的NH3 - N的两阶段系统在为期2天的停留时间污水目前
26、表示，与之相比，一期为70毫克/升氨氮污水在3天的停留时间。因为，伴随着20000毫克/升进水COD的氨挥发是在第一阶段的SBR法高，1天的停留时间，表两级SBR法，CMBR系统3.Performance为10,000毫克/升进水进水化学需氧量（毫克/升）第一阶段：丁苯橡胶第一阶段SBR法停留时间增加2天，而第二阶段CMBR HRT为下降至0.5天，2.5天的制度是停留时间。如前所示，在为期2天的停留时间，有部分的SBR小氨氨氧化和挥发。该perfor - 2.5的AT -天HRT的两个阶段的系统曼斯是类似于在4天的停留时间（表2）单级SBR工艺对COD，固体，氮和清除方面的业绩。这两种系统都
27、取得了圆满的氨氧化。同样，这两个阶段的系统中使用的约1 / 3少停留时间。因此，这两个阶段的系统，建议在单级系统，如果完整的氨氧化是脱与配，因为它的去除率和良好的经济学。由于硝化脱氮是极限过程，本研究更侧重于如何实现高硝化作用。反硝化作用可以被引入到一阶段或两阶段系统通过改变SBR和CMBR操作参数，但是这可能使系统操作更加复杂。反硝化的目的是要发生在一个存储泻湖，所以在SBR和CMBR denitrifica化过程并没有在此研究。由于泻湖几乎在每一个奶牛场存在，这个选项可以使反硝化作用发生在贮藏期自然，从而更容易与生态nomically。存储引起的反硝化工艺进行了研究和讨论在我们的实验室在另
28、一篇论文中详细李18。研究结果表明，亚硝酸盐和硝酸盐氮废水可完全转化成氮气自然3个星期内，如果正常操作。4结论进水特性，水力停留时间，广播电视，加载速率，和电抗器的配置是影响SBRs的处理效率的重要因素。在治疗奶牛在1万毫克/升废水的化学需氧量 - 3天的停留时间，单级SBR法去除45.0-50.7的COD，21.4-23.4的TS，53.2-56.7，TKN 34.2 - 38.0比，并22.2-23.6，总氮，总的基础上，该项目包括污水污泥和液体组分，并取消80.2-85.3的COD，63.4-63.7的TS，66.2-72.6比，75-78.8，TKN，和38.3-39.2总氮的基础上，
29、液体污水。没有三者HRTs对COD，固体和镍的清除方面氮素显着性差异。因此，1天的停留时间被认为是治疗10000毫克/升乳品废水COD的足够了。当治疗20000毫克/升乳品废水COD的1 - 天水力停留时间，并在SBR法不能达到预期的硝化由于过短的SRT（1.5天），这是由快速堆积的固体物质和污泥冲洗反应堆从造成的反应堆。 2天的停留时间被认为是在对COD，固体去除方面，均有足够，如果完全和氮氨氧化是不是必需的。然而，4天的停留时间，如果需要使用完整的氨氧化- tion是需要的。结果发现，氮氨挥发物损失从反应堆tilization是一小部分损失，总氮（2-3），如果有良好的硝化反应器，于1这样的 - 3天的停留时间用于治疗万毫克/升进水COD和2 - 4天的治疗20000毫克/升进水COD的水力停留时间。然而，大量的氨（高达16田纳西州）是通过氨挥发损失，如果没有发生硝化反应器中，如在1天的治疗20000毫克/升水力停留时间，进水化学需氧量。有可能是氨挥发和硝化活性，如pH值，负责任的几个因素。之间的氨挥发和硝化过程的关系有待进一步研究。一个两阶段的系统的组成和CMBR SB
