新型结构ABR的设计与实验研究

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厌氧生物处理技术以其经济、环保、低能耗、高效率等特点广泛应用于水处理领域。而厌氧折流板反应器(ABR)在厌氧反应器中又具有其他反应器不可比拟的结构优势和运行效果。ABR以三项具体理论为依据,在水力学特性、种群分布、抗冲击负荷以及污泥截留等方面都有其自身的优势。但传统ABR也有一些缺点和不足之处,本论文在总结并分析了传统ABR的优缺点的基础上,设计出了一种新型结构的ABR,并对该反应器的性能进行了相关的实验研究。本文主要包括以下几个方面:   (1)分析了传统ABR的优缺点以及ABR在厌氧生物处理领域的优势。ABR结构简单,整体为推流模式;反应器各格室内微生物种群相对独立,产酸相与产甲烷相相分离;反应器缓冲适应能力强,适合处理高浓度有机废水。存在的问题主要有:反应器第一格室负荷很高,抑制种群活性;反应器后部营养相对匮乏。此外,由于气水比的要求,反应器不能设置太深。   (2)总结了目前全世界最新型的几种ABR的结构、应用领域以及运行性能。   (3)针对ABR固有的缺点,设计出一种新型结构的ABR。该反应器为双层结构,共由五部分组成。中间部分以生物滤池结构贯通上下两层,反应器总体为ABR结构。与传统ABR相比,该反应器从结构上以及工艺上都有所改进。该反应器不仅具有占地空间省,沿程结构紧凑等特点,还充分利用双层分布的结构特点结合以其他工艺,并针对传统ABR的不足进一步分配各部分容积,充分利用各部分空间,弥补一般ABR局部负荷过载或不足等问题。   (4)用脉冲示踪法对新型结构ABR进行水力特性研究。以中性红染料作示踪剂进行脉冲响应实验,得出不同水力停留时间(HRT)下的停留时间分布(RTD)曲线和水力特性参数。试验结果表明该反应器水力学性能良好。   (5)对该反应器进行启动实验研究。以固定水力停留时间,并逐渐增加CODcr负荷的方式启动反应器。水力停留时间固定为24h,启动初期进水CODcr负荷为500mg/L,启动完成时最终CODcr负荷为6000mg/L,最终CODcr去除率稳定在90%以上。   (6)将进水CODcr负荷固定在4000左右,研究不同水力停留时间对反应器去除率的影响。试验结果表明随着水力停留时间的缩短对CODcr的去除率有所下降,但变化不剧烈。   (7)该反应器的应用性能研究。将酸性橙Ⅱ染料与营养液以一定比例混合,配置成模拟染料废水,考察该反应器对该模拟染料废水中CODcr的降解情况以及对色度的去除效果。试验结果显示随着进水中染料浓度的增加,该反应器对染料及CODcr的去除率都在90%以上。
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