新型高新厌氧反应器的设计与运行特性研究

摘要

在大力提倡节能减排的今天，污废水的厌氧反应器处理技术逐渐成为了研究的热点，特别是随着流体力学、微生物技术等相关学科研究的不断深入，厌氧生物处理技术不断带来新的突破。本文通过在常规厌氧膨胀颗粒污泥床(ExpandedGranularSlugeBed，EGSB)反应器的内部增加弧形圆筒、导流筒以及挂壁生物膜等结构，改造常规EGSB反应器，从而达到进一步提高EGSB反应器运行特性和节约能耗的目的。
　　 Fluent软件模拟表明，改造后的EGSB反应器内部水流状态发生了明显的改变，出现了高上升流速的颗粒污泥膨胀区和低上升流速的沉降区，膨胀区内部颗粒污泥被强制环流。反应器的实际运行结果表明，该水流状态可以使颗粒污泥膨胀床层维持在一定高度，颗粒污泥在膨胀床层内形成较大的环流运动，促进泥水传质；同时又提高颗粒污泥的成型速度、机械强度及反应器的运行负荷。
　　 研究表明，改造后的反应器启动过程和运行阶段明显优于常规EGSB反应器。反应器Ⅰ、Ⅱ(Ⅰ为常规EGSB反应器，Ⅱ为改造后的反应器)在接种污水厂消化污泥后，并在相同条件下启动运行，分别经过57和49天成功启动，反应器容积负荷达6.98kg(COD)/(m3·d)。此后，反应器Ⅱ进水COD浓度由2500mg/L逐步提高到5000mg/L，HRT由原来的8.53h逐步缩短到3.0h，进水流量由原来的3.75L/h提高到10.7L/h，经过35天的运行，反应器可耐受的容积负荷达到29.7kg(COD)/(m3·d)，负荷提高期间(COD去除率维持在85％以上，产气明显，各运行参数稳定。反应器Ⅰ的负荷提高期前后历时42天，容积负荷逐步提高到最后的21.03kg(COD)/(m3·d)。
　　 除此之外，本文还探讨了厌氧颗粒污泥微生物对含有杂酚的工业废水适应性及处理效果的研究。结果表明，厌氧颗粒污泥内微生物对此类杂酚废水具有较强的耐受能力，能在较短的时间内被驯化并达到一定的处理效果，同时还能够提高所处理废水的可生化性。