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生物处理肉类工业废水Ewa Sroka a, Wtadyslaw Kamfliski b, Jolanta Bohdziewicz a*西里西亚工业大学水和废水工程协会ul. Konarskiego 18, 44-100 Gtiwiee, PolandTel. [phone]; Fax [phone]; email: jolabohzeus.polsl.gliwice.pl罗兹技术大学 环境工程和处理系2003-7-17被认为是标准；2003-8-11被公认摘要这项工作的目的是确定用活性污泥生物法（在SBR反应池中）和反渗透的混合系统处理肉类工业废水的有效性。这测试是以在Wrzosowa的Uni-Lang肉联厂的废水展开的，测试显示了充分去除废水中的污染物的生物处理结果，使得水能够合理的排放到受纳水体。为了使废水能在在生产循环中得到再用，加入了反渗透处理。通过MATLAB使用人工神经中枢网状系统，研究结果可以得到精确的描述。这项目确保了在测试范围值内处理废水的预测结果。关键词：活性污泥；反渗透；神经中枢网状系统；MATLAB;肉类工业废水 1.介绍 肉联厂每年大概使用62万立方米的水。仅仅是很小的部分是构成最后的产品的；剩下的部分是含高BOD和COD，高油，高浓度干残留物，沉淀和总悬浮物，氮和氯化物的废水。由于废水含有高浓度的蛋白质，所以容易腐烂和发臭。废水中可能含有有病的微生物，蛔虫和场内寄生虫。 肉联厂的废水的污染物是随着季节性，日期性，甚至基本组成的变换而改变的。为了减少废水中的污染物，肉联厂的生产循环系统通过合理的运行来处理分离的和利用的固体废物。2.实验2.1.原料 废水是从Wrzosowa UniLang肉联厂取样的。该厂的主要是屠宰和加工猪的。它的废水有一下特性：大量的悬浮物，总氮和总磷。它的基本的和营养分的污染指数在整个循环生产中有着宽广的范围。这废水是红色和棕色的，闻起来令人作呕和水容易产生泡沫和腐烂。原生废水的特性列于表1中。2.2.装备 废水的处理是在一间40立方米的房间里以专用的生物活性污泥法展开的。 这房间里装备了两台风机：由Elite生产的型号为Maxima R 其平均风量为420立方米每小时；一台是由Hedolp生产的型号为R2R2020的搅拌机，其可调整的转速范围为40到2000rpm。反渗透是在高压仪器中运行的。该仪器装备了一金属平板和骨架膜，是由Osmonics生产的拥有155平方里面的活跃薄膜区，系统是横流模式。2.3.方法 这研究由2个基本阶段组成：用SBR处理和反渗透后处理。生物处理使用的活性污泥是在Wrzosowa的UinLang肉联厂中得到的该厂活性污泥的细菌群已适应于这种废水处理的形式。 这测试是在相当干重的每立方分米5克的房间里运行的，其曝气量为840立方米每小时，停留时间是12h和ts /ts+ta为0.3（ts为搅拌时间，ta为曝气时间）。这机器是在前研究的基础上选择的。 一项尝试也确定了处理废水最有力的活性污泥载荷。测量范围为0.05-0.75 COD/gdwtx d. 随后在MATLAB和神经中枢网状系统的帮助下，我们发现了一个数学模型可以确保我们找到SBR中活性污泥的载荷和从废水中移除污染物的最后值之间的关系。该项目可以计算出一下特别的参数：在基本给予的活性污泥中的COD，总氮，总磷（在测试范围内） 在最后的一个研究阶段，用一扁平的DS3SC 1206366的薄膜中，废水的生物处理在活性污泥的最有利的因素下运行，另外还加上反渗透。薄膜的进程是在2.0MPa中运行的，其直线流速为2.0m/s 得到的结果显示了被净化的废水可以排放到受纳水体中，因为它满足了RMEP,NRF在1991，11月5日发行的要求，没有一项污染指数超过允许的标准。SBR活性污泥法和反渗透的联合使用确保了废水在生产循环中的再用。2.4.分析的步骤 COD，磷的浓度，总的铵和硝酸氮是通过SQ18光度计（merck）确定的，鉴别BOD是通过使用wtw生产的测量圆筒分析的，污泥的干重是通过比重机测定的。3.结果与讨论3.1.生物处理废水 生物处理肉类工业废水的目的在于分解有机物和移除生物所产生的化合物，如氮和磷。生物反应池里的污泥浓度的升高导致了污染物移除率的降低。COD取决于污泥浓度在测试范围内的变化（0.05 gCOD/gdwtX d + 0.75 gCOD/gawtXd）最大的COD移除率是污泥浓度达0.05 gCOD/gdwt x d,和原生废水含氧值为57.2 gO2/m 3.最低的移除率90.2是污泥浓度达0.75 gCOD/gdwt x d,和净化废水含氧值为509.6 gO2/m 3 同样发现BOD5并不依赖于污泥浓度，用活性污泥法去除率相当稳定，范围在99.1%到 99.6%.在活性污泥净化水中，这研究显示了生物所产生的化合物的强相关性，对总氮来说，其达到最高的去除率98.2时，活性污泥载荷为0.15 gCOD/gdrywt。sludgex d.在原生废水中鉴别其浓度为530gNTOT/m3，在净化水中其下降到9.50 gNTOT/m3总氮的最低去除率为82.1（原生废水236 gNTOT/m3，净化水42.2 gNTOT/m3）时，污泥浓度为0.75 gCOD/gdrywt。sludgex d 去除磷的结果显示其出去率主要依赖于污泥的载荷，达到最高的去除率时，是用0.15 gCOD/gdrywt。sludgex d的活性污泥，总达87.3（净化废水为4.8gP/m3）氮浓度为0.55 gCOD/gdrywt。sludgex d达最低去除率59.4。它等同于磷的去除在废水中达20.9gP/m3 在更远的测试中，活性污泥的载荷为0.15 gCOD/gdrywt。sludgex d被认为是最适宜的，其在废水处理中使用和生产出最好的结果。表2显示了研究所得的结果从取得的结果中分析，显示了废水能够直接排放到受纳的水体，因为它满足了RMEP,NRF在1991，11月5日发行的要求，没有一项污染指数超过允许的标准。 大量的方法可以精确的描述研究。对于他们的大学，我们选择了ANNs。 ANNS发起于传统的生命科学，物理和数学的跨学科的综合。他们强有力的发展仅仅发生在最近，是计算机科学和电子学在计算机能力上应用的结果。 这基本的特性能区别出项目使用规则系统数据的过程中的ANNs是有能力从新的数据或未知的，如学习中介绍的，作出归纳。它也能够以ANNs的能力表达出多个变量的作用的近似值，另一描述也是有可能的，如，专业系统通常需要他们将要解决的问题的完整知识，鉴于ANNs需要一个单一的学习程序和可以忍受不完整数据，曲解更甚有缺陷的数据的装置，这使得在其他方法失效时，可以使用ANNs去解决问题。 在这工作中，有三个神经中枢网状系统被使用，每一个系统都有输入，隐藏和输出层（图1）。污泥载荷是输入层，在净化废水中鉴别COD，总氮，总磷是输出层。 隐藏的神经元的树木不断的增加，是通过计算法确定的，两个隐藏的神经元对于网状系统是足以解决所给的问题的。这数目确保对与很小质量联系的网状系统作出归纳。这网状系统是在原始数据的基础上培养的。（表3）在随机选择的系统中重复20遍，只范一次错误的结果是令人满意的，一下的培养参数得到了应用：学习程序时最大的数目，400，允许的错误SSE，0.01，学习的协同因素，0.008 该项目确保确定了SBR处理原生污水的载荷和最后的移除的污染物的关系。每一项目只发生一错误时令人满意的核算。表图2-4显示可污泥的载荷和移除的特别的污染物的关系（COD，总磷，总氮） 发展了的仍神经中枢万状系统保证了预测净化废水中的测试值的范围。在预测COD，总氮和总磷的移除加入了特别的活性的载荷。因此，是有可能预测废水净化的程度。3.2.使用迫压力薄膜运行的附加处理 调查结果显示肉类工业废水的净化仅达到派如受纳水体的程度，然而肉类工业使用大量的水，在这里已提及到，因此生产出高负荷的的废水。一项附加处理的尝试使它可在生产循环中再用。在我们的工作中，我们确定了体积渗入流出和回收的关系。 在反渗透中发现，体积渗入流出取决于回收的小程度，在渗入回收20时，它降低到1.610-6，如仅10.6。 在使用活性污泥法生物处理后使用附加的反渗透的效益在表4中给出。 图5体积渗透的流出依赖于传统处理后反渗透处理回收的废水。 在反渗透中污染物的移除的数字如下： P去除到0.1gP/m3，总氮浓度1.0gP/m3，COD和BOD相当低10gO2/m3和5gO2/m3。它使得净化废水可以在厂力的生产循环中得到再用。4.总结 肉类工业废水难以处理是因为它的特性：无规律的分布和大量的有机物，矿物和生物产生的物质。这种废水在最低的使用负荷0.15 0.15 COD/g dry wt。sludge xd，曝气强度840m3/h，在池里有相当的污泥浓度5g/dm3，生物反应池中停留时间为12h，ts /ts+ta为0.3可用生物处理，废水满足RMEP,NRF在1991.11.5发布的要求，所以可排放到受纳水体。 肉类废水能够满意的处理，使得在厂里的循环生产中得到再用，为了达到废水净化的程度，联合使用了活性污泥生物处理法和反渗透。参考 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 respirometricmethod, Oxi Top, WTW.5 W. Hermanowicz, ed., Physicochemical Testing ofWater and Sewage, Arkady, Warsaw, 1998.目录生物处理肉类工业废水1摘要11.介绍12.实验22.1.原料22.2.装备22.3.方法22.4.分析的步骤33.结果与讨论33.1.生物处理废水43.2.使用迫压力薄膜运行的附加处理74.总结8参考9