在世界能源日趋紧张的形势下,废水厌氧生物处理法凭借能耗低、负荷高、污泥产量少以及可回收利用沼气等优势,得到世界各国研究人员的重视。随着对废水厌氧生物处理技术理论的深入认识,厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)、厌氧折流板反应器(ABR)、厌氧序批式反应器(ASBR)等新型厌氧处理工艺的研究和开发有了较大的发展。普通的单级ASBR反应器是以进水、反应、沉淀、排水为一个周期的间歇运行模式,具有构造简单、运行费用低、固液分离效果好、生化反应推动力大等特点。但是,这种单级ASBR反应器中的污泥为水解菌、酸化菌和产甲烷菌等混合菌群,厌氧三段反应过程均在同一个反应器内完成,产甲烷菌尤其是甲烷丝菌的生物降解特性未得到充分发挥。本文针对ASBR的不足,提出了吸附-降解厌氧序批式反应器(AB-ASBR)的构想,将单级ASBR反应器分为A、B两段,利用A段中的厌氧颗粒污泥对进水中的非溶解性有机污染物进行初期快速吸附去除;A段出水进入B段,出水中剩余的有机物(主要是溶解性有机物)在B段反应器内进行代谢,同时,吸附在颗粒污泥表面的非溶解性有机物在A段再生过程中得到降解。本文围绕AB-ASBR反应器中A、B两段的运行机理,主要从A、B两段的COD去除率、出水COD浓度、pH值、VFA以及A段颗粒污泥吸附性能等方面,重点研究了AB-ASBR及其A、B两段在不同进水条件下的运行特性,对其有机物降解动力学、A段颗粒污泥的吸附动力学进行了分析。AB-ASBR实验装置由A、B两段反应器组成,每个反应器的总容积为3.5L,有效容积为2.8L。实验在中温条件下(35oC)运行,AB-ASBR反应器的进水用全脂奶粉和可溶性淀粉配制(使进水中胶体物质含量不同),用NaHCO3调节进水碱度(Alk) ,本文分别研究了进水容积负荷在5 kgCOD/(m3·d)~10kgCOD/(m3·d)、进水Alk/COD比值在1:1~1:2.5、进水胶体物质含量在40%~70%条件下AB-ASBR工艺运行特性。得出以下研究结果:1、在进水容积负荷为5kgCOD/(m3·d)~10kgCOD/(m3·d),COD浓度为3350mg/L~6700mg/L,Alk/COD比值为1:2,CODcol/CODt为30%的进水条件下,增加进水COD浓度有利于A段颗粒污泥对COD的快速吸附,缩短达到吸附平衡的时间;B段出水COD浓度在90mg/L~252mg/L之间,AB-ASBR总COD去除率在96%以上,出水SS始终小于10mg/L,出水水质较好。2、在进水COD浓度为4690mg/L,CODcol/CODt为30%,当进水Alk/COD比值由1:1降低为1: 2.5时,对A段颗粒污泥的吸附性能没有明显影响;但对B段的有机物降解作用有所影响,出水COD浓度由106mg/L上升为226mg/L,但总COD去除率仍在95%以上。该条件下反应器内消化液未出现“酸化”现象。从保证COD去除率以及节省碱度投加量两方面综合考虑,该进水条件下的Alk/COD比值宜采用1:2。3、当进水COD浓度为4690mg/L、Alk/COD比值在1:2左右时,原水中胶体物质含量从40%增加到70%时发现,胶体物质含量越高越利于A段颗粒污泥初期快速吸附作用的发挥,此时B段的出水COD浓度为114mg/L ~224mg/L,总COD去除率在95%之上。实验还发现,当进水胶体含量超过60%时,反应器内有出现“酸化”的趋势,应该适当增加进水碱度的投加量。因此,采用AB-ASBR工艺处理非溶解性有机废水时应关注反应器内挥发性有机酸累积的问题,及时调整进水的碱度投加量。4、从A、B两段反应器中厌氧颗粒污泥的扫描电镜照片分析,AB-ASBR的运行模式能够有效地分离球菌和丝菌。由生化反应动力学Monod方程拟合得到,A段再生期有机物降解动力学参数为νmax =0.66d-1,Ks=509.74mg/L;B段反应期有机物降解动力学参数为νmax =0.18d-1,Ks=166.31mg/L。这表明A、B两段反应器中厌氧颗粒污泥的优势菌群不同,基本实现了A、B两段反应器分别以甲烷八叠球菌、甲烷丝菌为主体菌群的目的。5、在进水容积负荷为7kgCOD/(m3·d),Alk/COD比值为1:1,胶体含量为30%的实验条件下,由吸附动力学分析得知,用伪二级动力学模型可以很好地描述和预测A段反应器中的厌氧颗粒污泥对非溶解性有机物的吸附反应,吸附常数k2为0.015g/(mg·min),平衡吸附量为204mg/g。