新型HABR-RBC组合系统高效处理乳品废水：COD去除率98.23%与甲烷产能163 L/kg COD的突破

针对乳品废水高有机物、氮磷污染难题，研究人员创新性开发HABR-RBC组合系统，实现COD去除率98.23%、甲烷产量163±7.03 L CH4/kg CODremoved，NH4+-N和TN去除率分别达99.07%和99.78%，为高负荷废水处理提供高效低碳解决方案。

　　

乳品加工业每年产生近10亿吨高污染废水，含有高达95,000 mg/L的COD（化学需氧量）和830 mg/L的氮化合物，传统处理方法面临效率低、能耗高、氮磷去除不彻底等瓶颈。尤其当氨氮浓度超过1500 mg/L时，会严重抑制厌氧微生物活性。针对这一国际性难题，Birjand slaughterhouse（伊朗比尔詹德屠宰场）的研究团队创新性地设计出HABR-RBC（混合式厌氧折流板反应器-生物转盘）组合系统，通过107天的实验室研究，在9.3 kgCOD/m³·day的高有机负荷下，实现了COD去除率98.23%、甲烷产量163±7.03 L CH₄/kg COD_removed的突破性成果，相关研究发表在《Journal of Hazardous Materials Advances》上。

研究采用三阶段技术路线：首先通过接种屠宰场颗粒污泥构建HABR反应器七室结构，采用梯度提升OLR（0.86-9.3 kgCOD/m³·day）策略；随后耦合RBC进行好氧后处理，通过控制转盘转速（2-6 rpm）调节生物膜厚度（1.2-2.9 mm）；最后结合硝化回流（200%）与沉淀池优化，全程监测COD、NH₄⁺-N、TN等参数。

HABR性能评估显示：在24-48小时HRT下，系统pH稳定在7.0-8.0，前3个隔室贡献72%COD去除。当OLR达9.3 kgCOD/m³·day时，甲烷产率最高（163 L/kg COD），但超载至10.5 kgCOD/m³·day会导致VFAs（挥发性脂肪酸）积累使效率下降至89.17%。RBC优化表明：5 rpm转速配合20小时HRT时，生物膜厚度2.9 mm可实现91.8%COD去除，溶解氧（DO）4-5.5 mg/L保障了硝化效率。组合系统最终出水COD仅99.13±3.61 mg/L，NH₄⁺-N和TN浓度分别降至1.5 mg/L和6.8 mg/L以下，显著优于SBHBR-O/A等传统工艺（对比见原文表7）。

该研究首次证实HABR-RBC系统在超高负荷下的稳定性：通过空间分离酸化和甲烷化阶段，HABR实现93.87%COD去除；而RBC利用生物膜分层特性，在外层好氧区完成硝化（Nitrosomonas菌主导），内层缺氧区实现反硝化。创新性的出水回流设计将NH₄⁺-N稀释至安全阈值以下，解决了氨抑制难题。相比现有技术，该系统减少60%污泥产量且无需机械搅拌，为乳品废水处理提供了兼具高效性、经济性和可扩展性的解决方案。未来研究可聚焦真实废水验证、微生物群落解析及油脂影响量化，以推动工业化应用。