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分段进水厌氧折流板反应器(Split-feed Anaerobic Baffled Reactor,简称SABR)是通过改变传统的厌氧折流板反应器(ABR)的进水方式得到的一种新型高效厌氧生物反应器。克服了ABR反应器第一格室内有机负荷过高及挥发性脂肪酸(VFA)的过度积累问题,其独特的构造形成了复杂的流态,提高了有机物的降解速度,优化了反应器的处理效果。本文以生活污水为处理对象,重点研究了SABR反应器的水力混合特性及流态及其处理生活污水的效能和最佳运行条件。
1.研究表明:SABR反应器是一种整体上为推流式(PF),局部内为完全混合式(CSTR)的串联式反应器。通过清水和实际运行条件下的流态试验分析,可以得出,选择5:4:3:2:1的进水比例可以得到优于1:1:1:1:1的进水比例以及单侧进水条件下的水力流态特性和流动情况,对于结构确定的SABR反应器,为保持较好的水力流态,应控制适当的回流比,有利于SABR反应器中厌氧反应良好顺利地进行。
2.在SABR反应器内以颗粒污泥接种,各格室按5:4:3:2:1的比例进水,在有机负荷2.13 kgCOD／m3·d,HRT=24h,运行30d,后在有机负荷2.66 kgCOD／m3·d,HRT=72h下运行50d。在启动运行80d时COD去除率平均保持在90％以上,出水正常,SABR反应器启动成功。
3.SABR除污效能试验研究发现,在SABR反应器成功启动进入稳定运行后,其对生活污水中COD的去除率均能保持在90％以上,处理NH3-N的效能在55％左右,对TP的去除率基本只能达到30-40％左右,且脱氮除磷的效果波动很大。反应器出水呈乳白透明状态,所有格室及出水水样SS均保持在40mg／L以下。
4.SABR工艺参数研究发现,有机负荷、水力负荷、进水方式和分配比例、回流比、停留时间、温度以及沿程长度等运行条件对COD、NH3-N和TP等指标处理效果都会产生一定的影响。SABR反应器能对有机负荷具有较强的适应能力,无论是较高还是较低的水力负荷对有机物的去除都存在有利的因素。当选择进水比例为5:4:3:2:1,回流比R=200％时能够得到较好的处理效果。随着HRT的延长,有机物的去除率也逐渐升高。COD去除率随水温升高的上升速率较快,处理效果的上升较为明水温对于厌氧微生物脱氮除磷具有一定的影响,但高温并不意味着对微生物去除有机物,尤其是脱氮除磷的效果产生积极的影响,相反有可能得到负面的效果。在设计反应器的时候,格室数的选择不宜过少也不宜过多,基本选择4-5个即可。
5.按照一级反应动力学表达式建立了动力学模型C0=Ciexpt(-0.01.55·HRT),R2=0.9276,通过实际验证证明此模型具有一定的可行性。