螺旋對(duì)稱流厭氧反應(yīng)器床層顆粒污泥物理特性研究.pdf

1、全球面臨能源緊缺與環(huán)境污染雙重壓力，厭氧消化技術(shù)應(yīng)用于有機(jī)廢水處理，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)污水處理與回收沼氣能源，因而備受行業(yè)關(guān)注。高效厭氧反應(yīng)器是厭氧消化技術(shù)的載體，而厭氧顆粒污泥是高效厭氧反應(yīng)器的核心。論文開展了對(duì)厭氧顆粒污泥物理性能的研究，有助于推動(dòng)厭氧消化技術(shù)機(jī)理的研究和促進(jìn)高效厭氧反應(yīng)器的工程應(yīng)用。
　　螺旋對(duì)稱流厭氧反應(yīng)器(Spiral Symmetric Stream Anaerobic Bioreactor,SSSAB)是本課

2、題研發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效厭氧反應(yīng)器。以該反應(yīng)器為載體，開展了其運(yùn)行特性和反應(yīng)器床層顆粒污泥的物理特性的相關(guān)研究。獲得主要成果如下:
　　(1)試驗(yàn)了螺旋對(duì)稱流厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行性能。
　?、賁SSAB的COD去除效果好于UASB。常溫下進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷范圍為1.26～8.82g/L·d時(shí)，SSSAB的COD去除率最高可達(dá)97.23％，COD平均去除率達(dá)到85％以上。UASB的COD去除率最高為92.02％，COD平均去除率為

3、74.15％。
　?、赟SSAB中的污泥顆粒化程度優(yōu)于UASB。SSSAB內(nèi)的顆粒污泥始終能夠保持深黑色和完整的顆粒狀態(tài);UASB內(nèi)的顆粒污泥則逐漸變?yōu)榛疑?，后期出現(xiàn)大量絮狀污泥。
　　(2)探明了螺旋對(duì)稱流厭氧反應(yīng)器床層顆粒污泥物理特性。
　　①SSSAB內(nèi)的顆粒污泥的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性優(yōu)于絮狀污泥。SSSAB在穩(wěn)定狀態(tài)下，各樣品ζ平均值的絕對(duì)值范圍為40mv～50mv，這比絮狀污泥的ζ要大，有利于保持顆粒污泥的顆粒化形態(tài)。

4、
　?、赟SSAB中顆粒污泥的zeta電位分散性優(yōu)于UASB，兩反應(yīng)器上部顆粒污泥的顆粒化程度優(yōu)于反應(yīng)器下部，有利于顆粒污泥形態(tài)化特征。SSSAB三種樣品顆粒污泥ζ方差分別為130.8、90.04和31.36;而對(duì)于UASB三種樣品顆粒污泥ζ方差分別為204.3、159.7和92.71。
　　③SSSAB中顆粒污泥對(duì)有機(jī)物的吸附率優(yōu)于UASB，其顆粒污泥憎水性強(qiáng)于UASB。SSSAB中的顆粒污泥表面的接觸角與COD去除率范圍

5、分別為65.82°～106，26°87.8％～94.72％;而UASB中的顆粒污泥表面的接觸角與COD去除率范圍分別為65.66°～98.38°，49.57％～92.02％。
　?、躍SSAB中顆粒污泥存在空間梯度分布，其表面接觸角平均值大小隨著反應(yīng)器自下至高依次升高，UASB沒(méi)有明顯的趨勢(shì)性變化。Sample2與Sample3，UASB顆粒污泥表面接觸角平均值分別為83.56°和81.78°;SSSAB顆粒污泥表面接觸角平均值分

6、別為99.49°和92.97°。
　?、軸SSAB床層顆粒污泥濕密度穩(wěn)定性隨反應(yīng)器自下往上依次增強(qiáng)，有利于保持反應(yīng)器中微生物的量，UASB顆粒污泥濕密度大小沒(méi)有呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。SSSAB中的污泥污泥濕密度方差S2Sampl。1＞S2Sample2＞S2Sample3(0.0095＞0.0049＞0.0029)。
　?、轘SSAB內(nèi)顆粒污泥沉降性能優(yōu)于UASB。對(duì)于兩反應(yīng)器各運(yùn)行階段床層顆粒污泥濕密度中，SSSAB有85.7

7、％的污泥濕密度平均值大于1g/cm3，UASB中66.7％污泥濕密度平均值大于1g/cm3。
　?、逽SSAB中的顆粒污泥Ca、Cu等元素的含量明顯高于絮狀污泥。絮狀顆粒污泥中的Ca的含量一般范圍為2.9～3.5mg/gSS;Cu的含量一般范圍為0.23～0.87mg/gSS。SSSAB中顆粒污泥Ca含量范圍為12.8～14.7mg/gSS;Cu的含量范圍為2.86～15.1mg/gSS。
　　⑧SSSAB中金屬元素有一定的