折流式厌氧反应器运行机制及应用试验研究

摘要

折流式厌氧反应器（AnaerobicBaffledReactor简称ABR）采用了一种新型高效厌氧处理技术，并具有结构简单、污泥截留能力强、处理出水水质好、效率高、运行稳定可靠等优点，近年来成为厌氧反应器研究的热点之一。但由于对ABR水力、启动、微生物学等特性及厌氧降解机理等研究还不够深入，因而影响ABR的优化设计及实际应用的推广。本论文重点在于对ABR的水力学特性、ABR处理废水的工艺及机理、ABR中微生物学特性等内容进行较为系统深入的研究，在此基础上，开展ABR处理采油废水的应用试验研究，得到了一些重要的研究结果和试验参数，对于ABR基础理论研究及实际应用具有重要意义及指导作用。
　　本文的研究结果中有创新意义的主要有以下几个方面：
　　ABR水力学特性方面研究，采用示踪响应法研究了反应器的流态特性，探讨了流态数学模拟的可行方法，结合实际流态情况提出了多个适合于ABR的流态模型，并确定了流态模型参数，研究结果表明，ABR的流态可近似看成是多级串联的CSTRs，局部流态为完全混合式，总体上则接近于推流式。流态特性与反应器的分格数及分格形式和导流板折角等因素有关，研究结果证明Levenspiel死区百分率计算方法不适合于ABR反应器。
　　ABR处理废水工艺及机理研究，以工业葡萄糖配制的人工废水为基质，较系统深入地研究了反应器的启动特性、不同负荷条件下的运行特性、反应器对碱度条件控制试验等，并探讨了ABR处理废水的机理，研究结果表明，ABR在容积负荷低于10kgCOD/m3·d的中、低负荷下运行稳定，COD去除率优于相当条件下的UASB系统，出水COD低于100mg/L。系统的总体性能相当于多级串联的UASB系统，抗冲击负荷能力好。发现碱度条件是通过pH值影响系统的运行，一般要求ABR沿程最低pH值不低于6.0，最好在6.5以上。
　　微生物学特性研究，考察了ABR反应器中颗粒污泥的结构和形成过程，ABR的微生物学特性研究表明，ABR的启动驯化过程是微生物相发育演递成熟的/过程，也是一个沿程微生物相自动分离的实现过程，提出了颗粒污泥的发育成熟与丝状菌在颗粒表面生长繁殖所形成的网络骨架作用密切相关较为可信的观点。
　　ABR的应用研究，采用ABR-BAF工艺处理采油废水的应用试验研究，研究结果表明，ABR一方面去除了采油废水中的大部分油，油的去除率在80％以上；另一方面提高了采油废水的可生化性，当HRT在11.4h-26.7h之间变化时，ABR进水BOD5/COD的平均值与出水BOD5/COD的平均值相比，提高幅度达到21.3%-36.6%，为后续BAF生物处理打下了基础。

目录

折流式厌氧反应器运行机制及应用试验研究

STUDY ON RUNNING MECHANISMAND APPLICATIONS TEST OF ANAEROBIC BAFFLED REACTOR

摘 要

Abstract

目 录

Contents

第1 章 绪 论

1.1 我国水污染现状

1.2 厌氧生物处理装置的发展过程

1.3 折流式厌氧反应器

1.4 本研究目的和内容

第2 章 试验装置及方法

2.1 试验装置

2.2 流态试验设计及分析检测方法

2.3 流态研究的基本方法

2.4 流态的数学模拟方法

2.5 工艺试验进水基质及分析检测方法

第3 章 ABR 流态分布及数值模拟研究

3.1 ABR 流态分布研究

3.2 流态数值模拟研究

3.3 本章小结

第4 章 ABR 运行参数及控制条件研究

4.1 ABR 启动试验及分析

4.2 ABR 负荷提升过程

4.3 ABR 碱度控制条件试验

4.4 复合式ABR 的研究

4.5 本章小结

第5 章 ABR 运行效能与影响因素的研究

5.1 ABR 性能表征

5.2 ABR 微生物相的探讨

5.3 ABR 颗粒污泥结构及其形成过程探讨

5.4 本章小结

第6 章 ABR 应用试验研究

6.1 ABR 应用试验内容及条件

6.2 试验运行情况

6.3 ABR 应用试验分析

6.4 结果分析与讨论

6.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读博士学位期间发表的学术论文

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致谢

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