一种乳品废水的生物处理方法及装置。本发明专利技术主要通过以不动杆菌属为代表的优势菌属的作用对乳品废水中的碳、氮进行去除，步骤依次为：载体的填充、投加微生物、反应器进水调节、反应器曝气调节、微生物的驯化和乳品废水的处理。可快速去除乳品废水中的污染物，缩短废水处理周期，修复成本低，不造成二次污染，简单易行，适用于各种规模乳品废水的处理。适用于各种规模乳品废水的处理。适用于各种规模乳品废水的处理。
【技术实现步骤摘要】
一种乳品废水的生物处理方法及装置
[0001]本专利技术属于污水处理领域，特别涉及一种针对乳品废水的生物处理方法。
技术介绍
[0002]食品业被认为是消耗水资源最多的三个行业之一。人民生活水平的提高增加了对牛奶和乳制品的需求，从而促进了奶业的发展。乳制品生产过程中会产生大量废水，如洗涤废水、生产循环水(冷凝、加热等)以及厂区的生活用水。不同废水中的污染物浓度也不同，这取决于工业过程的类型、生产率和季节变化等。乳品废水主要由淀粉、糖、蛋白质等可生物降解有机物组成，具有有机质含量高、生物降解性强、水量变化大等特点。未经处理或处理不当的乳制品废水的排放可能危害公共环境，如水体富营养化。因此，如何简单、快速、高效地处理乳制品废水是目前亟待解决的问题。
[0003]关于物理化学法和生物法处理乳制品废水的研究很多。物化技术主要用于预处理或深度处理。由于在较高的化学品成本和能源消耗下，化学耗氧量COD(Chemical Oxygen Demand)去除率仍然较低，优先考虑物理化学方法的情况较少。基于生物法的经济性和有效性，生物法更适合于处理乳品废水。根据微生物代谢是否需要氧气，生物处理方法可分为好氧处理和厌氧处理两类。主要处理工艺包括序批式反应器、生物滤池、上流式厌氧污泥床/滤池、固定床消化池等。总的来说，生物法在降解大多数常见污染物时具有成本低、处理量大和能量可回收等优点，使得生物法得到了广泛的应用。但是，传统生物处理工艺存在操作复杂、反应器体积大、需要设置二沉池、生物膜附着不稳定等缺点，限制了这些技术的进一步应用。与其他生物处理方法相比，曝气生物滤池具有结构简单、启动时间短、微生物活性高、处理效果好等优点，将其与固定化技术相结合，在废水处理领域有良好的应用前景。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足之处，提供一种切实有效的乳品废水生物处理工艺。
[0005]本专利技术的目的可通过下述方式来实现：
[0006]一种用于乳品废水的生物处理方法，其特征在于：该方法以功能化聚氨酯材料为载体，通过固定化微生物技术实现对乳品废水中碳、氮的去除。
[0007]所述生物处理方法按下述步骤顺序进行：
[0008](1)在反应器中装填功能化聚氨酯材料载体；
[0009](2)将微生物试剂投加到反应器中；
[0010](3)在反应器用于承载功能化聚氨酯材料载体的下隔板的下方设置进水管，利用可调节流速的恒流泵将乳品废水泵入反应器中；
[0011](4)在反应器底部设有曝气头，外部接入气泵，按设定流速持续将空气泵入反应器中；
[0012](5)在反应器中进行微生物的驯化，直到功能化聚氨酯材料载体上的生物膜成熟；
[0013](6)待驯化完成后，利用反应器中功能化聚氨酯材料上紧密附着的生物膜对乳品废水进行生物处理。
[0014]进一步优选地，
[0015]在步骤(1)中，选用比表面积在80
‑
120m2·
g
‑1之间的功能化聚氨酯材料作为载体，在使用前切割成边长为1～2cm的立方体，并用清水洗净，放进烘箱于60℃温度下烘干，自然冷却；烘干预处理后的载体从反应器上端，以80％的装填率放入反应器中。
[0016]所述的微生物主要是以不动杆菌属(Acinetobacter sp.)、梭杆菌属(Fusibacter sp.)、小囊菌属(Nannocystis sp.)和norank_f_NS9海洋类群(norank_f_NS9_marine_group sp.)为优势菌属的微生物群落。
[0017]在步骤(2)中，将微生物试剂按照1g
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L
‑1加入到反应器中。
[0018]在步骤(5)中，在反应器中进行微生物的驯化具体包括：
[0019]将乳品废水进行稀释，COD调整为1000mg
·
L
‑1，通过设置在下隔板下方的进水管将废水泵入反应器中，当反应器上部出水口水质稳定后，再持续泵入COD为2000mg
·
L
‑1的乳品废水；在向反应器中泵入乳品废水的同时，气泵通过曝气头以2L
·
min
‑1的流速将空气持续泵入反应器中；为了促进微生物的快速生长，水力停留时间按照48h、36h、24h和12h逐步缩短；当载体上的生物膜成熟后，即完成微生物的驯化。
[0020]乳品废水的进水pH始终保持在6.0，并且在处理过程中不对pH进行调整；反应在室温(24～28℃)下进行。
[0021]在步骤(6)中，空气流速设定为5L
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min
‑1，对反应器进行不间断曝气，使溶解氧浓度保持在6.8
‑
7.2mg
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‑1；调整泵入反应器中的待处理的乳品废水的pH为6.0，并设置一定废水流速，使得乳品废水在反应器中的水力停留时间为24h，即可完成对乳品废水的生物处理。
[0022]本申请还同时公开了一种利用前述生物处理方法的用于乳品废水的生物处理装置，包括反应器、水泵、气泵；
[0023]在反应器的下部设置下隔板，在反应器的上部设置上隔板，所述功能化聚氨酯材料载体填装在上下隔板之间的反应器中，微生物固定在载体上；
[0024]在下隔板下侧的反应器外壁上开设进水口，恒流泵通过进水口将待处理的乳品废水泵入到反应器中；
[0025]在反应器底部设有曝气头，外部接入气泵，按设定流速持续将空气泵入反应器中；
[0026]在上隔板上侧的反应器外壁上开设有出水口；
[0027]在上下隔板之间反应器外壁上开设有多个载体取样口和取水口。
[0028]所述反应器的容积为15L。
[0029]采用本专利技术公开的生物处理方法及装置，在反应器良好运行的条件下，乳品废水中COD浓度可由2000mg
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‑1降至50mg
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‑1，TN可由50mg
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‑1降至2mg
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‑1。反应器出水可达到《污水综合排放标准》(GB8978
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1996)和《乳制品工业水污染物排放标准》(征求意见稿)中的废水排放要求。
[0030]本专利技术可适用于COD浓度为2000mg
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‑1、TN浓度50mg
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‑1，经过前处理去除大部分悬浮物的乳品废水的生物处理。
[0031]本专利技术相比现有技术具有下列优点：
[0032](1)采用功能化聚氨酯材料作为曝气生物滤池中的载体，基于载体表面活性化学基团和生物膜官能团的结合，可促进微生物的附着，提高微生物的抗冲击能力和代谢作用。微生物的负载量可达到216.86mg(生物膜)
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g(载体)
‑1。同时功能化聚氨酯材料具有较大孔径的网络结构，能有效防止反本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于乳品废水的生物处理方法，其特征在于：该方法以功能化聚氨酯材料为载体，通过固定化微生物技术实现对乳品废水中碳、氮的去除。2.如权利要求1所述的用于乳品废水的生物处理方法，其特征在于，所述生物处理方法按下述步骤顺序进行：(1)在反应器中装填功能化聚氨酯材料载体；(2)将微生物试剂投加到反应器中；(3)在反应器用于承载功能化聚氨酯材料载体的下隔板的下方设置进水管，利用可调节流速的恒流泵将乳品废水泵入反应器中；(4)在反应器底部设有曝气头，外部接入气泵，按设定流速持续将空气泵入反应器中；(5)在反应器中进行微生物的驯化，直到功能化聚氨酯材料载体上的生物膜成熟；(6)待驯化完成后，利用反应器中功能化聚氨酯材料上紧密附着的生物膜对乳品废水进行生物处理。3.根据权利要求2所述的用于乳品废水的生物处理方法，其特征在于：在步骤(1)中，选用比表面积在80
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120m2·
g
‑1之间的功能化聚氨酯材料作为载体，在使用前切割成边长为1～2cm的立方体，并用清水洗净，放进烘箱于60℃温度下烘干，自然冷却；烘干预处理后的载体从反应器上端，以80％的装填率放入反应器中。4.根据权利要求2或3所述的用于乳品废水的生物处理方法，其特征在于：所述的微生物主要是以不动杆菌属(Acinetobacter sp.)、梭杆菌属(Fusibacter sp.)、小囊菌属(Nannocystis sp.)和norank_f_NS9海洋类群(norank_f_NS9_marine_group sp.)为优势菌属的微生物群落。5.根据权利要求4所述的用于乳品废水的生物处理方法，其特征在于：在步骤(2)中，将微生物试剂按照1g
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‑1加入到反应器中。6.根据权利要求2或5所述的用于乳品废水的生物处理方法，其特征在于：在步骤(5)中，在反应器中进行微生物的驯化具体包括：将乳品废水进行稀释，COD调整为1000mg
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【专利技术属性】
技术研发人员：叶正芳，陈柳州，赵泉林，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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