厌氧折流板反应器(ABR)启动及其动力学模型研究

摘要

厌氧反应器的启动以及动力学模型建立一直是人们长期探讨的问题之一。本文以人工配制的淀粉和葡萄糖混合溶液为基质，对ABR反应器的启动及其稳定运行状态下的动力学模型进行了研究。
　　 本文的研究结果表明：
　　 ①ABR反应器经过70天后成功启动，启动结束时反应器HRT为24h，容积负荷达到8.00kgCOD/(m3d),COD去除率在80％以上。当反应器温度在30～40℃之间，温度变化对反应器去除率影响并不明显；当反应器温度处于23～30 ℃之间，温度成为影响反应器去除效率的重要因素，温度的下降将导致反应器去处率显著下降：在HRT为24h，容积负荷为6.00 kgCOD/(m3d)的条件下，反应器在35℃与23℃时去除率分别为81％与60％。因此，在室温偏低时，使用水浴装置将反应器温度控制在中温条件下（35℃）非常重要，否则可能导致反应器启动失败。
　　 ②ABR反应器启动过程中容积负荷变化对反应器去除率、VFA、pH值及碱度存在重要影响。
　　 ③反应器中VFA的变化对前面两隔室影响相对较小，对后面隔室影响较大。应当避免反应器中后两隔室VFA过度积累，否则将抑制产甲烷菌的生长及代谢活动，引起反应器COD去除率下降明显。
　　 ④水力负荷对ABR反应器的启动影响显著，它关系到反应器中泥水混合程度和污泥洗出。启动初期，ABR反应器中污泥沉降性能较差，污泥床系统并不稳定，上升流速不应该控制在0.15m/h与0.25m/h之间。启动中期，产气作用的加强导致了出水SS的上升，系统并没有完全稳定。此时，不宜使上升流速变化过大。启动后期，反应器污泥沉降性能良好。上升流速提至0.48 m/h，产气作用明显，系统基本稳定，出水SS=100 ～200mg/L。
　　 ⑤选用悬浮生长模型对ABR反应器进行模型推导，根据反应器特性，采取线性化模型及非线性化模型对反应器分别进行去除率预测。结果表明，将ABR反应器简化至单一CSTR反应器建立线形模型，模型预测相对误差小于5％；将反应器视作串联的CSTR反应器建立模型，模型预测相对误差达到15％左右。经分析，第二种模型误差较大的原因是由于参数选取以及各隔室模型预测误差累计引起的。

目录

文摘

英文文摘

1 绪 论

2 实验装置和测定项目

3 氧折流板反应器(ABR)启动实验研究

4 ABR动力学模型研究

5 结论与建议

致 谢

参考文献

附 录