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厌氧处理技术是一种经济又环保的污水处理技术,具有占地面积小、能耗低、获得生物质能等优点。目前,厌氧反应器在实际应用中比较广泛,但是在一定程度上仍存在着不足,例如泥水接触不充分、微生物生长环境差、内部结构比较复杂等。针对以上不足,研发出一种新型厌氧反应器,并使之能够高效稳定运行,具有长远的意义。 本论文是在深刻分析以往反应器关键问题的基础上,自主设计了一种新型水力搅拌的厌氧反应器,并对该反应器进行了流体力学和发酵试验研究。论文的主要内容如下: (1)设计一种新型厌氧反应器,该反应器中间树立一个回流管,用泵在外部进行循环,并在反应器底部设置一个布水器起到均匀布水的作用。 (2)论文通过计算流体力学软件对反应器的流场进行了数值模拟,分析了回流速度和布水器结构对反应器流态的影响。研究发现:随着回流速度的增加,湍流程度增加,反应器水力死区减少,避免实际生产中反应器底部的污泥沉积;布水器直径在90 mm以上,布水器的大小对反应器的流态没有太大变化。鉴于布水器直径大,对反应器的安装不便,因此实际选用布水器直径为90 mm。 (3)向反应器加入示踪剂,在两个不同位置测电导率,记录其随时间变化的规律,测得混合时间和测量点间的平均速度。通过数据拟合的方式,得到了混合时间和测量点间平均速度与回流速度及加入液体高度之间的经验关系式,为以后该反应器的应用和推广构建理论基础。 (4)为了提高污泥的处理效率且避免杂菌对厌氧消化反应的影响,对污泥进行热水解预处理。通过对污泥热水解预处理的反应条件进行了试验研究,得出最佳预处理条件是:泥水比1:1,处理温度160℃,反应时间60 min。 (5)对反应器进行发酵试验,得到不同回流速度条件下的产气量、TCOD和去除率的变化规律。随着回流速度的增加,沼气产气量先上升后降低,其中在回流速度为1.11 m/s时,产气量达到最大值;TCOD去除率也呈现相同的变化,除了回流速度在1.49 m/s低于50%外,基本上维持在70-80%。