翻譯-生物處理肉類工業(yè)廢水.doc

生物處理肉類工業(yè)廢水Ewa Sroka a, Wtadyslaw Kamfliski b, Jolanta Bohdziewicz a*西里西亞工業(yè)大學(xué)水和廢水工程協(xié)會(huì)ul. Konarskiego 18, 44-100 Gtiwiee, PolandTel. +48 (32) 237-1698; Fax +48 (32) 237-1047; email: jolabohzeus.polsl.gliwice.pl羅茲技術(shù)大學(xué) 環(huán)境工程和處理系2003-7-17被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)；2003-8-11被公認(rèn)摘要這項(xiàng)工作的目的是確定用活性污泥生物法（在SBR反應(yīng)池中）和反滲透的混合系統(tǒng)處理肉類工業(yè)廢水的有效性。這測(cè)試是以在Wrzosowa的Uni-Lang肉聯(lián)廠的廢水展開的，測(cè)試顯示了充分去除廢水中的污染物的生物處理結(jié)果，使得水能夠合理的排放到受納水體。為了使廢水能在在生產(chǎn)循環(huán)中得到再用，加入了反滲透處理。通過MATLAB使用人工神經(jīng)中樞網(wǎng)狀系統(tǒng)，研究結(jié)果可以得到精確的描述。這項(xiàng)目確保了在測(cè)試范圍值內(nèi)處理廢水的預(yù)測(cè)結(jié)果。關(guān)鍵詞：活性污泥；反滲透；神經(jīng)中樞網(wǎng)狀系統(tǒng)；MATLAB;肉類工業(yè)廢水 1.介紹 肉聯(lián)廠每年大概使用62萬立方米的水。僅僅是很小的部分是構(gòu)成最后的產(chǎn)品的；剩下的部分是含高BOD和COD，高油，高濃度干殘留物，沉淀和總懸浮物，氮和氯化物的廢水。由于廢水含有高濃度的蛋白質(zhì)，所以容易腐爛和發(fā)臭。廢水中可能含有有病的微生物，蛔蟲和場(chǎng)內(nèi)寄生蟲。 肉聯(lián)廠的廢水的污染物是隨著季節(jié)性，日期性，甚至基本組成的變換而改變的。為了減少廢水中的污染物，肉聯(lián)廠的生產(chǎn)循環(huán)系統(tǒng)通過合理的運(yùn)行來處理分離的和利用的固體廢物。2.實(shí)驗(yàn)2.1.原料 廢水是從Wrzosowa UniLang肉聯(lián)廠取樣的。該廠的主要是屠宰和加工豬的。它的廢水有一下特性：大量的懸浮物，總氮和總磷。它的基本的和營(yíng)養(yǎng)分的污染指數(shù)在整個(gè)循環(huán)生產(chǎn)中有著寬廣的范圍。這廢水是紅色和棕色的，聞起來令人作嘔和水容易產(chǎn)生泡沫和腐爛。原生廢水的特性列于表1中。2.2.裝備 廢水的處理是在一間40立方米的房間里以專用的生物活性污泥法展開的。 這房間里裝備了兩臺(tái)風(fēng)機(jī)：由Elite生產(chǎn)的型號(hào)為Maxima R 其平均風(fēng)量為420立方米每小時(shí)；一臺(tái)是由Hedolp生產(chǎn)的型號(hào)為R2R2020的攪拌機(jī)，其可調(diào)整的轉(zhuǎn)速范圍為40到2000rpm。反滲透是在高壓儀器中運(yùn)行的。該儀器裝備了一金屬平板和骨架膜，是由Osmonics生產(chǎn)的擁有155平方里面的活躍薄膜區(qū)，系統(tǒng)是橫流模式。2.3.方法 這研究由2個(gè)基本階段組成：用SBR處理和反滲透后處理。生物處理使用的活性污泥是在Wrzosowa的UinLang肉聯(lián)廠中得到的該廠活性污泥的細(xì)菌群已適應(yīng)于這種廢水處理的形式。 這測(cè)試是在相當(dāng)干重的每立方分米5克的房間里運(yùn)行的，其曝氣量為840立方米每小時(shí)，停留時(shí)間是12h和ts /ts+ta為0.3（ts為攪拌時(shí)間，ta為曝氣時(shí)間）。這機(jī)器是在前研究的基礎(chǔ)上選擇的。 一項(xiàng)嘗試也確定了處理廢水最有力的活性污泥載荷。測(cè)量范圍為0.05-0.75 COD/gdwtx d. 隨后在MATLAB和神經(jīng)中樞網(wǎng)狀系統(tǒng)的幫助下，我們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)數(shù)學(xué)模型可以確保我們找到SBR中活性污泥的載荷和從廢水中移除污染物的最后值之間的關(guān)系。該項(xiàng)目可以計(jì)算出一下特別的參數(shù)：在基本給予的活性污泥中的COD，總氮，總磷（在測(cè)試范圍內(nèi)） 在最后的一個(gè)研究階段，用一扁平的DS3SC 1206366的薄膜中，廢水的生物處理在活性污泥的最有利的因素下運(yùn)行，另外還加上反滲透。薄膜的進(jìn)程是在2.0MPa中運(yùn)行的，其直線流速為2.0m/s 得到的結(jié)果顯示了被凈化的廢水可以排放到受納水體中，因?yàn)樗鼭M足了RMEP,NRF在1991，11月5日發(fā)行的要求，沒有一項(xiàng)污染指數(shù)超過允許的標(biāo)準(zhǔn)。SBR活性污泥法和反滲透的聯(lián)合使用確保了廢水在生產(chǎn)循環(huán)中的再用。2.4.分析的步驟 COD，磷的濃度，總的銨和硝酸氮是通過SQ18光度計(jì)（merck）確定的，鑒別BOD是通過使用wtw生產(chǎn)的測(cè)量圓筒分析的，污泥的干重是通過比重機(jī)測(cè)定的。3.結(jié)果與討論3.1.生物處理廢水 生物處理肉類工業(yè)廢水的目的在于分解有機(jī)物和移除生物所產(chǎn)生的化合物，如氮和磷。生物反應(yīng)池里的污泥濃度的升高導(dǎo)致了污染物移除率的降低。COD取決于污泥濃度在測(cè)試范圍內(nèi)的變化（0.05 gCOD/gdwtX d + 0.75 gCOD/gawtXd）最大的COD移除率是污泥濃度達(dá)0.05 gCOD/gdwt x d,和原生廢水含氧值為57.2 gO2/m 3.最低的移除率90.2是污泥濃度達(dá)0.75 gCOD/gdwt x d,和凈化廢水含氧值為509.6 gO2/m 3 同樣發(fā)現(xiàn)BOD5并不依賴于污泥濃度，用活性污泥法去除率相當(dāng)穩(wěn)定，范圍在99.1%到 99.6%.在活性污泥凈化水中，這研究顯示了生物所產(chǎn)生的化合物的強(qiáng)相關(guān)性，對(duì)總氮來說，其達(dá)到最高的去除率98.2時(shí)，活性污泥載荷為0.15 gCOD/gdrywt。sludgex d.在原生廢水中鑒別其濃度為530gNTOT/m3，在凈化水中其下降到9.50 gNTOT/m3總氮的最低去除率為82.1（原生廢水236 gNTOT/m3，凈化水42.2 gNTOT/m3）時(shí)，污泥濃度為0.75 gCOD/gdrywt。sludgex d 去除磷的結(jié)果顯示其出去率主要依賴于污泥的載荷，達(dá)到最高的去除率時(shí)，是用0.15 gCOD/gdrywt。sludgex d的活性污泥，總達(dá)87.3（凈化廢水為4.8gP/m3）氮濃度為0.55 gCOD/gdrywt。sludgex d達(dá)最低去除率59.4。它等同于磷的去除在廢水中達(dá)20.9gP/m3 在更遠(yuǎn)的測(cè)試中，活性污泥的載荷為0.15 gCOD/gdrywt。sludgex d被認(rèn)為是最適宜的，其在廢水處理中使用和生產(chǎn)出最好的結(jié)果。表2顯示了研究所得的結(jié)果從取得的結(jié)果中分析，顯示了廢水能夠直接排放到受納的水體，因?yàn)樗鼭M足了RMEP,NRF在1991，11月5日發(fā)行的要求，沒有一項(xiàng)污染指數(shù)超過允許的標(biāo)準(zhǔn)。 大量的方法可以精確的描述研究。對(duì)于他們的大學(xué)，我們選擇了ANNs。 ANNS發(fā)起于傳統(tǒng)的生命科學(xué)，物理和數(shù)學(xué)的跨學(xué)科的綜合。他們強(qiáng)有力的發(fā)展僅僅發(fā)生在最近，是計(jì)算機(jī)科學(xué)和電子學(xué)在計(jì)算機(jī)能力上應(yīng)用的結(jié)果。 這基本的特性能區(qū)別出項(xiàng)目使用規(guī)則系統(tǒng)數(shù)據(jù)的過程中的ANNs是有能力從新的數(shù)據(jù)或未知的，如學(xué)習(xí)中介紹的，作出歸納。它也能夠以ANNs的能力表達(dá)出多個(gè)變量的作用的近似值，另一描述也是有可能的，如，專業(yè)系統(tǒng)通常需要他們將要解決的問題的完整知識(shí)，鑒于ANNs需要一個(gè)單一的學(xué)習(xí)程序和可以忍受不完整數(shù)據(jù)，曲解更甚有缺陷的數(shù)據(jù)的裝置，這使得在其他方法失效時(shí)，可以使用ANNs去解決問題。 在這工作中，有三個(gè)神經(jīng)中樞網(wǎng)狀系統(tǒng)被使用，每一個(gè)系統(tǒng)都有輸入，隱藏和輸出層（圖1）。污泥載荷是輸入層，在凈化廢水中鑒別COD，總氮，總磷是輸出層。 隱藏的神經(jīng)元的樹木不斷的增加，是通過計(jì)算法確定的，兩個(gè)隱藏的神經(jīng)元對(duì)于網(wǎng)狀系統(tǒng)是足以解決所給的問題的。這數(shù)目確保對(duì)與很小質(zhì)量聯(lián)系的網(wǎng)狀系統(tǒng)作出歸納。這網(wǎng)狀系統(tǒng)是在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上培養(yǎng)的。（表3）在隨機(jī)選擇的系統(tǒng)中重復(fù)20遍，只范一次錯(cuò)誤的結(jié)果是令人滿意的，一下的培養(yǎng)參數(shù)得到了應(yīng)用：學(xué)習(xí)程序時(shí)最大的數(shù)目，400，允許的錯(cuò)誤SSE，0.01，學(xué)習(xí)的協(xié)同因素，0.008 該項(xiàng)目確保確定了SBR處理原生污水的載荷和最后的移除的污染物的關(guān)系。每一項(xiàng)目只發(fā)生一錯(cuò)誤時(shí)令人滿意的核算。表圖2-4顯示可污泥的載荷和移除的特別的污染物的關(guān)系（COD，總磷，總氮） 發(fā)展了的仍神經(jīng)中樞萬狀系統(tǒng)保證了預(yù)測(cè)凈化廢水中的測(cè)試值的范圍。在預(yù)測(cè)COD，總氮和總磷的移除加入了特別的活性的載荷。因此，是有可能預(yù)測(cè)廢水凈化的程度。3.2.使用迫壓力薄膜運(yùn)行的附加處理 調(diào)查結(jié)果顯示肉類工業(yè)廢水的凈化僅達(dá)到派如受納水體的程度，然而肉類工業(yè)使用大量的水，在這里已提及到，因此生產(chǎn)出高負(fù)荷的的廢水。一項(xiàng)附加處理的嘗試使它可在生產(chǎn)循環(huán)中再用。在我們的工作中，我們確定了體積滲入流出和回收的關(guān)系。 在反滲透中發(fā)現(xiàn)，體積滲入流出取決于回收的小程度，在滲入回收20時(shí)，它降低到1.610-6，如僅10.6。 在使用活性污泥法生物處理后使用附加的反滲透的效益在表4中給出。 圖5體積滲透的流出依賴于傳統(tǒng)處理后反滲透處理回收的廢水。 在反滲透中污染物的移除的數(shù)字如下： P去除到0.1gP/m3，總氮濃度1.0gP/m3，COD和BOD相當(dāng)?shù)?0gO2/m3和5gO2/m3。它使得凈化廢水可以在廠力的生產(chǎn)循環(huán)中得到再用。4.總結(jié) 肉類工業(yè)廢水難以處理是因?yàn)樗奶匦裕簾o規(guī)律的分布和大量的有機(jī)物，礦物和生物產(chǎn)生的物質(zhì)。這種廢水在最低的使用負(fù)荷0.15 0.15 COD/g dry wt。sludge xd，曝氣強(qiáng)度840m3/h，在池里有相當(dāng)?shù)奈勰酀舛?g/dm3，生物反應(yīng)池中停留時(shí)間為12h，ts /ts+ta為0.3可用生物處理，廢水滿足RMEP,NRF在1991.11.5發(fā)布的要求，所以可排放到受納水體。 肉類廢水能夠滿意的處理，使得在廠里的循環(huán)生產(chǎn)中得到再用，為了達(dá)到廢水凈化的程度，聯(lián)合使用了活性污泥生物處理法和反滲透。參考 1 B. Koziorowski and J. Kucharski, Industrial wastewater,WNT, Warsaw 1980.2 J. Bohdziewicz, E. Sroka and E. Lobos, Applicationof the system which combines coagulation, activatedsludge and reverse osmosis to the treatment of thewastewater produced by the meat industry, Desalinatior%144 (2002) 393-398.3 Users Manual, Photometer SQ 118, Merck.4 Users Manual, Determination of BZT using resp