【摘要】：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)用于有機廢水處理,可同時實現(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。論文開展了對厭氧顆粒污泥物理性能的研究,有助于推動厭氧消化技術(shù)機理的研究和促進(jìn)高效厭氧反應(yīng)器的工程應(yīng)用。 螺旋對稱流厭氧反應(yīng)器(Spiral Symmetric Stream Anaerobic Bioreactor, SSSAB)是本課題研發(fā)的具有自主知識產(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)試驗了螺旋對稱流厭氧反應(yīng)器的運行性能。 ①SSSAB的COD去除效果好于UASB。常溫下進(jìn)水有機負(fù)荷范圍為1.26～8.82g/L·d時,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74.15%。 ②SSSAB中的污泥顆�；潭葍�(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�；螒B(tài)。 ②SSSAB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�；潭葍�(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中顆粒污泥對有機物的吸附率優(yōu)于UASB,其顆粒污泥憎水性強于UASB.SSSAB中的顆粒污泥表面的接觸角與COD去除率范圍分別為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%。 ④SSSAB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沒有明顯的趨勢性變化。Sample2與Sample3,UASB顆粒污泥表面接觸角平均值分別為83.56°和81.780；SSSAB顆粒污泥表面接觸角平均值分別為99.49°和92.970。 ⑤SSSAB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,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有呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。SSSAB中的污泥污泥濕密度方差S2Samplel＞S2Sample2S2Sample3(0.00950.00490.0029). ⑥SSSAB內(nèi)顆粒污泥沉降性能優(yōu)于UASB.對于兩反應(yīng)器各運行階段床層顆粒污泥濕密度中,SSSAB有85.7%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。 ⑦SSSAB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空間梯度分布,以Ca、Mg、Cu為主。反應(yīng)器運行過程中,反應(yīng)器床層顆粒污泥中的金屬元素Ca. Fe.Cr的含量隨反應(yīng)器自下至上依次升高,這有利于維持顆粒污泥的抗剪切能力；而UASB沒有呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性。 論文研究了螺旋對稱流厭氧反應(yīng)器床層顆粒污泥的物理特性,最終得出結(jié)論：螺旋對稱流厭氧反應(yīng)器床層顆粒污泥物理特性優(yōu)于上流式厭氧污泥床反應(yīng)器。
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2570234