进水碱度对厌氧序批式反应器(ASBR)反应速率的影响

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废水厌氧生物处理系统的运行对pH取值范围的要求较为严格,进水碱度对厌氧反应器中的pH值有直接影响,且与厌氧工艺的生化反应速率有关。ASBR.(厌氧序批式反应器,Anaerobic SequencingBatch Reactor)的研究在国内外都处于起步阶段,本文的研究目的是考察进水碱度对ASBR反应器中生化反应速率的影响,以及对ASBR反应器动力学参数的影响。 试验以高浓度葡萄糖人工合成废水为底物,进水OLR(有机容积负荷,Organic Loading Rate)为10gCOD/(L·d),向进水中投加NaHCO<,3>,以调节和控制厌氧反应器中的pH值和碱度环境条件,并逐级降低碱度水平。根据试验数据,分析和讨论了进水碱度对ASBR反应器的最大比降解速率V<,max>和半速度常数K<,S>的影响;进水碱度对反应器产酸阶段和产甲烷阶段反应速率的影响,得出相应的反应速率常数;建立了ASBR反应器的底物降解动力学模型。取得如下研究结论: 1.进水碱度对半速度常数K<,S>值有一定影响,在进水COD与进水碱度比值为2.5:1时,K<,S>值最大;进水碱度对最大比降解速率V<,max>值无显著影响。 2.将厌氧消化反应分解为葡萄糖酸化过程和产甲烷过程,进水碱度对半速度常数K<,S>值和对最大比降解速率V<,max>值的影响表现为:在酸化阶段,当进水COD与进水碱度比值为2:1、2.5:1、3.4:1时为最大;在产甲烷反应阶段,当进水COD与进水碱度比值为2.5:1、3.4:1、4.2:1时为最大。进水碱度对产酸阶段和产甲烷阶段的最大比降解速率V<,max>值的影响都不明显。 3.用MATLAB数学工具进行数据处理,得到各种进水碱度条件下的产酸反应速率常数k<,1>值。研究表明,k<,1>值随着进水碱度的减少呈现上升的趋势;但是进水碱度的变化对产甲烷反应速率常数k<,2>值影响较小,有略微的下降趋势。 4.得出了以产酸—产甲烷串联反应过程的数学模型,该模型能够较好地模拟ASBR反应器处理葡萄糖人工合成废水的厌氧消化过程。
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