高效生物反應(yīng)器設(shè)計及用于高濃廢水處理的研究.pdf

1、由于厭氧生物處理技術(shù)具有負荷高、占地面積少、運行成本低、且具有良好的耐沖擊負荷能力等諸多優(yōu)點，受到人們的高度重視。在諸多類型廢水處理工程中得到了廣泛的應(yīng)用。資源與環(huán)境是當前世界范圍內(nèi)共同關(guān)注的兩大主題，工業(yè)技術(shù)正朝資源高效利用，節(jié)水降耗和減排的方向發(fā)展，由此，工業(yè)廢水量遞減，但是濃度越來越高，廢水變得愈來愈難于處理。以高得率紙漿廢水為例，節(jié)水措施的廣泛應(yīng)用，排放的廢水濃度COD已大于10000mg/L,導致傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器不能夠有效地穩(wěn)

2、定地運行。高效生物反應(yīng)器的研究與開發(fā)已成為熱點課題。
　　以兩相厭氧消化原理為理論基礎(chǔ)，剖析了第三代厭氧生物反應(yīng)器（UBF、EGSB、IC）和分階段多相厭氧反應(yīng)器技術(shù)(SMPA)的特點，設(shè)計出了兩類高效生物反應(yīng)器（I-緊湊折流式高效生物反應(yīng)器；II-模塊組合式高效生物反應(yīng)器），并對這兩種高效生物反應(yīng)器進行計算和比選，從實驗室研究的需要（水樣品種差異大、處理流程的多變性和樣本量的合理性），并且考慮多功能化、模塊化、可調(diào)節(jié)等要求，確定

3、模塊組合式高效生物反應(yīng)器設(shè)計方案，并加工制作。
　　I-緊湊折流式高效生物反應(yīng)器：采用圓筒形設(shè)計，從內(nèi)到外分為三層即三個區(qū)——產(chǎn)酸相反應(yīng)區(qū)、折流區(qū)和產(chǎn)甲烷相反應(yīng)區(qū)，水力流動分別為溢流、折流和內(nèi)循環(huán)，產(chǎn)酸相反應(yīng)區(qū)容積1.6L，與基體采用螺紋連接，可更換容積與結(jié)構(gòu)樣式，折流區(qū)容積為4.1L，產(chǎn)甲烷相反應(yīng)區(qū)容積為15L，整個高效生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊，強度良好。
　　II-模塊組合式高效生物反應(yīng)器：采有組合式設(shè)計，以模塊化的通用主體搭

4、配進出水裝置和不同的內(nèi)核組成功能組件，根據(jù)試驗?zāi)康牡牟煌B接成不同組合形式，其內(nèi)徑為40mm，高徑比可調(diào)，沉淀區(qū)可調(diào)，進水分配方式可調(diào)。
　　楊木P－RC APMP制漿過程中主要污染特征為：廢水發(fā)生量為21.758 m3/t pulp（以絕干漿計，下同），綜合廢水pH值為6.01，COD為4205 mg/L，COD污染負荷為91.49 kg/t pulp，綜合廢水BOD為1794 mg/L，BOD污染負荷為39.03 kg/t p

5、ulp。
　　首次發(fā)現(xiàn)化學機械漿漂白廢水中殘余的過氧化氫分解會使溶解氧升高，干擾BOD測定。選用KI對化學機械漿廢水進行預(yù)處理，消除了過氧化氫干擾，投加KI與殘余過氧化氫質(zhì)量之比為2:1.1，反應(yīng)時間為4小時。消除干擾后的化學機械漿廢水BOD測定結(jié)果良好，相對誤差0.40％～6.18%。
　　用新設(shè)計的模塊組合式生物反應(yīng)器對楊木P-RC APMP制漿廢水進行了處理研究，并用UASB反應(yīng)器在相同條件進行對比實驗，高效生物反應(yīng)器

6、處理效果要優(yōu)于對照的UASB反應(yīng)器，經(jīng)過處理，COD從進水時的4205mg/L經(jīng)反應(yīng)器后降到803 mg/L，COD去除率達到80.9%；BOD從進水的1794mg/L經(jīng)處理后降到262 mg/L，BOD去除率達到85.4%；SS從160mg/L下降到54mg/L，去除率達到66.3%。
　　通過調(diào)節(jié)進水pH值、反應(yīng)器運行溫度和容積負荷探索高效生物反應(yīng)器的處理性能，結(jié)果顯示：pH對高效生物反應(yīng)器處理效果有一定的影響，在pH值6-8

7、范圍內(nèi)影響不是很大，但當pH＞8.5或pH＜5.5時，COD去除率有下降趨勢，適宜的pH值為7左右。UASB反應(yīng)器相對于高效生物反應(yīng)器pH值的緩沖能力不強，當進水pH7左右時，COD的去除效果最好，但當pH＞8.5或pH＜6時，COD去除率明顯下降明顯，特別是當pH為8.5，COD去除率低至47.3%；反應(yīng)器溫度對高效生物反應(yīng)器運行效率和處理結(jié)果有很大影響，當反應(yīng)器溫度從38℃到9℃變化時，高效生物反應(yīng)器和UASB反應(yīng)器隨溫度下降，反應(yīng)

8、器處理的效果均也大幅度下降，在試驗的五個溫度點上（38、35、30、20、9℃），高效生物反應(yīng)器的COD去除率均大于UASB反應(yīng)器的COD去除率；容積負荷對高效生物反應(yīng)器處理效果的影響很大，當容積負荷大于10 kg COD/(m3·d)時，容積負荷增大，其COD去除率下降，當大于30 kg COD/(m3·d)時，其COD去除率下降趨勢加劇。
　　依據(jù)對楊木P-RC APMP制漿廢水的處理情況分析，高效生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)比較合理，適合