内循环脱气厌氧反应器的快速启动及产气对颗粒污泥沉速影响探究

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随着研究人员对污水处理与资源化领域研究的逐渐深入,厌氧生物处理因具有运行成本低、可生化性能好、剩余污泥少等优点,逐渐成为本领域的研究热点。但是厌氧反应器在实际工程中常存在启动周期长、颗粒污泥形成困难、污泥易流失等问题,严重制约了厌氧反应器的进一步应用。因此,本试验试制一种新型厌氧反应器,针对传统厌氧反应器存在的上述问题提出改良,从而优化反应器传质效果、加快启动速度、提升脱气能力、减少污泥流失,以期为实际工程和新型反应器研发提供借鉴。本论文主要分为三部分,首先是利用果蔬废水作为进水对内循环脱气厌氧反应器进行了启动试验,考察反应器运行效果;随后对反应器内的颗粒污泥的理化性质进行检测分析,探寻影响其产生及生长的因素;最后利用反应器内的成熟颗粒污泥进行清水柱、营养柱沉降试验,探究产气对颗粒污泥沉降性能的影响。主要试验结果和结论如下:(1)试验仅用22d就完成了初始启动,启动结束后,反应器出现初生的颗粒污泥,并且COD去除率可稳定在85%以上;在第67d达到11.4 kg COD/(m3·d)的设计负荷,反应器各项指标良好;反应器极限负荷可达15.8kg COD/(m3·d),最高产气量达到20L/d。说明内循环脱气反应器具有启动速度快,抗冲击能力强的优点,完成了设计目标。(2)经过驯化后颗粒污泥外观变化明显,随着颗粒污泥逐渐成熟,大中型颗粒污泥(粒径>1.5mm)占比显著增高;颗粒污泥的机械强度由59%上升至85%,说明反应器运行良好;反应器运行后期VSS达到30g/L,VSS/TSS=85%,说明反应器能维持较高的污泥浓度且污泥活性较强。(3)营养柱沉降试验表明产气作用对中等粒径(1~2mm)的颗粒污泥的沉降速度影响较为明显,其中粒径在1.5~2mm的颗粒污泥在营养柱与清水柱中速度沉降差值最大达到-27m/h。造成这种现象的原因是气泡的顶托作用增大了颗粒污泥下沉时的阻力和浮力,而这种效果对中等粒径的颗粒污泥影响尤为明显,因此反应器设置脱气系统对防止颗粒污泥流失是十分有必要的。
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