论文部分内容阅读
本文研究了ABR反应器启动过程中及启动成功后颗粒污泥的物理性质和不同拓扑空间下的分形维数。结果表明,启动过程中,在水平投影方向下测得的各格室的颗粒污泥粒径范围为1.02～2.49 mm,垂直投影方向下粒径范围为1.59～3.02 mm;有效密度用Allen方程计算和Logan-Allen方程计算分布范围用分别为0.76～77.58 kg·m-3和0.96～91.08 kg·m-3;自由沉降速率在1.96～45.27mm·s-1之间。反应器启动成功后,形成了边界较为清晰的黑色颗粒污泥,它们的SVI值为25～35ml·g -1,污泥浓度MLSS在9.20~19.10g·L-1之间,水平投影方向下粒径范围为1.70～1.98 mm,垂直投影方向下粒径范围为2.23～2.68mm;有效密度用Allen方程计算和Logan-Allen方程计算分布范围用分别为0.85～66.7 kg·m-3和1.04～76.96 kg·m-3;自由沉降速率在2.43～41.14mm·s-1之间。有效密度主要集中在1.02g·ml-1以下,自由沉降速率主要集中在14.40～86.40m·h-1之间。对颗粒污泥沉降速率的研究发现,各阶段颗粒污泥水平投影方向和垂直投影方向平均粒径的比值在被测颗粒污泥足够多时有可能会趋于常数,但阶段间的这一常数是不同的。对颗粒污泥粒径分布的研究与反应器运行状态结合考虑,适合本文设定的负荷(4.195 kgCODCr·m-3·d-1)的颗粒污泥平均粒径为大于1.70mm。依据沉降速率-当量圆直径的双对数图计算出的各格室中颗粒污泥的质量分形维数Df在启动过程中处于2.019～2.905之间,启动成功后在2.097～2.801之间,大小顺序为:第5格>第3格>第2格≥第1格>第4格,表明第5格室中形成的颗粒污泥较为密实,而第4格室的密实程度最小,但密实的颗粒污泥并不一定意味着较高的平均沉降速率。依据投影法计算出的ABR各格室中颗粒污泥在低维拓扑空间下的几种分形维数之间的关系与其理论公式之间的关系相符,一维拓扑空间的分形维数在多在1.0左右,说明颗粒污泥的边界不规则程度小。二维拓扑空间的分形维数的平均值启动过程中在1.39～1.87之间(投影面积-当量圆直径)和1.37～1.80之间(投影面积-长轴)。启动成功后二维拓扑空间的分形维数的平均值在1.60～1.90之间(投影面积-当量圆直径),大小顺序为:第1格室>第3格室>第5格室>第4格室>第2格室;1.69～1.84(投影面积-长轴),大小顺序为:第3格室>第1格室>第5格室>第4格室>第2格室。这些D2不等于2,即不符合Meakin的结论。