不等距异波复合厌氧反应器高效机理及水力特性研究

不等距异波复合厌氧反应器高效机理及水力特性研究

论文摘要

由于厌氧生物处理技术具有工艺稳定、节能、运行简单等优点,近年来在高浓度有机废水的处理中得到了飞速发展。但由于传统的厌氧反应器处理低浓度废水时,存在着传质效率低,微生物活性得不到充分发挥等缺点,所以在国内几乎没有成型的厌氧反应器用于城市污水处理的工程实例。高效厌氧反应器的研究是解决城市污水厌氧处理技术的关键。为试验低浓度污水的高效两相厌氧处理,本试验将厌氧反应器设计成不等距异波折板复合形式,在反应器内上部在加装弹性立体填料,水流流经填料和异波折板时的紊流作用,生成大量不同尺度的漩涡群,这种强烈的涡流和湍流扩散作用可以迅速地把液相溶质的不均匀程度降低到漩涡本身大小,大大增加了分子扩散面积,并也大大地减小了扩散距离,从而使整个反应系统的传质效率显著提高。笔者分析本反应器处理效率高的主要原因有二。首先,通过改善反应器结构,将反应器设计成不等距异波折板形式,有效地避免有机酸在产甲烷相中的积累,实现产酸细菌和产甲烷细菌的分离,从而达到相分离的目的。对不等距异波厌氧折板反应器无需加大回流和投加碱量即可降低反应器后段格室的VFA的积累问题,使对环境要求严格的产甲烷菌得以生存并维持较高活性,大大提高处理效率。其次,厌氧反应器所特有的异波折板结构可大大改善污水的水力条件。从而使整个反应系统的传质效率显著提高。传质效率的显著提高必将消除和减弱生化反应速率中的限制性因素,从而显著提高生化反应速率,使反应器处理低浓度生活污水的功效得以强化。

论文目录

  • 提要
  • 第1章 绪论
  • 1.1 前言
  • 1.2 厌氧处理低浓度污水国内外研究现状
  • 1.3 厌氧折流板反应器(ABR)的研究现状
  • 1.3.1 ABR 构造的发展
  • 1.3.2 ABR 的启动研究
  • 1.3.3 ABR 处理低浓度污水影响因素研究
  • 1.3.4 ABR 内微生物活性研究
  • 1.3.5 ABR 水力特性的研究
  • 1.3.6 两相厌氧废水处理技术
  • 1.4 本研究的背景、意义及内容
  • 1.4.1 本研究的背景
  • 1.4.2 本研究的意义
  • 1.4.3 本研究的内容
  • 1.4.4 主要创新点
  • 第2章 试验设计及研究方案
  • 2.1 试验设计
  • 2.2 试验装置及检测方法
  • 2.2.1 试验装置特点
  • 2.2.2 试验装置
  • 2.2.3 检测方法
  • 2.3 反应器运行条件的确定
  • 2.3.1 试验用水
  • 2.3.2 接种污泥
  • 2.4 小结
  • 第3章 GABR 处理低浓度废水的启动研究
  • 3.1 启动工况
  • 3.2 挂膜过程与分析
  • 3.3 GABR 的启动运行及效率分析
  • 3.3.1 COD
  • 3.3.2 反应器内微生物分布情况
  • 3.3.3 反应器内溶解氧状况
  • 3.3.4 各格室微生物活性
  • 3.4 小结
  • 第4章 GABR 的稳定运行试验研究
  • 4.1 反应器效能分析
  • 4.1.1 试验参数确定
  • 4.1.2 试验条件
  • 4.2 试验结果与分析
  • 4.2.1 水力停留时间与COD 去除率的关系
  • 4.2.2 进水浓度与去除率的关系
  • 4.2.3 各格室中COD 降解规律及pH 值变化特点
  • 4.2.4 沿程各室(VFA)与水力停留时间的关系
  • 4.2.5 不同HRT 时出水碳酸氢盐碱度值
  • 4.2.6 各室中厌氧菌INT-脱氢酶活性(INT-DHA)变化规律
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 异波折流板反应器水力特性研究
  • 5.1 研究反应器水力特性的意义
  • 5.2 水力特性的研究方法
  • 5.3 停留时间分布实验的主要内容
  • 5.4 各反应器清水流态试验结果分析
  • 5.4.1 平面折板反应器清水试验结果分析
  • 5.4.2 异波折板反应器清水试验
  • 5.4.3 平面和异波折板反应器清水试验结果对比分析
  • 5.4.4 不同停留时间条件下的死水区容积率
  • 5.5 GABR 有污泥条件下流态测定结果分析
  • 5.5.1 进水COD 浓度对ABR 水力特性的影响
  • 5.5.2 HRT 对GABR 水力特性的影响
  • 5.6 GABR 结构对流态试验结果分析
  • 5.7 本章小结
  • 第6章 GABR 流动模型
  • 6.1 流动模型建立的思路
  • 6.2 流动模型理论
  • 6.2.1 多釜串联全混流模型
  • 6.2.2 轴向扩散推流模型
  • 6.3 建立GABR 流动模型
  • 6.3.1 酸化段流动模型
  • 6.3.2 甲烷段流动模型
  • 6.3.3 GABR 流动模型
  • 6.4 反应器流动模型的讨论与验证
  • 6.5 小结
  • 第7章 GABR 中试研究
  • 7.1 试验方案
  • 7.1.1 试验用水
  • 7.1.2 试验装置
  • 7.2 试验启动
  • 7.3 试验结果分析
  • 7.3.1 反应装置内的溶解氧状况
  • 7.3.2 水力停留时间对处理效果的影响
  • 7.3.3 HRT 与SS 去除效果关系
  • 7.3.4 回流比与COD 去除率的关系
  • 7.3.5 温度对处理效果的影响
  • 7.4 结论
  • 第8章 结论和建议
  • 8.1 结论
  • 8.2 建议
  • 参考文献
  • 读博期间主要成果
  • 摘要
  • Abstract
  • 相关论文文献

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