论文部分内容阅读
EGSB反应器是典型的第三代高效厌氧反应器其处理效率主要取决于反应器内保有的微生物浓度及其生化反应速率,这与反应器的流态密切相关,近年来流体力学对废水生物处理工艺的影响已经得到普遍关注,研究考查流场因子-上升流速与微生物特性、处理效能之间的互动关系,可以进一步提高反应器的稳定性及高效性,为反应器的优化设计和运行提供理论依据和技术指导。 基于流体力学理论分析 EGSB反应器内部流体性质,同时运用 CFD模拟其内部水相和泥相的状态。研究认为,本实验运行的 EGSB反应器内部流体为非牛顿流体中的剪切稀化流体,反应器内部的流场特征由泥相和水相相互作用共同构成,上升流速是导致流场改变的致变因子,上升流速为5.0m/h时反应器内部的混合效果要优于2.5m/h。 以不同的上升流速运行两个 EGSB反应器,考查其对反应器处理效能的影响。运行的前30天内,上升流速为5.0m/h的 R2反应器 COD和总氮去除率分别高于上升流速为2.5m/h的 R1反应器3.41%和2.23%;R2反应器液相产物能够在3天快速达到稳定状态,明显优于 R1反应器所需的10天,并且 R2反应器中小分子液相产物比例较高;R1反应器运行初期 ORP稳定在-370mV左右, R2反应器稳定在-240mV左右。结果表明上升流速对 EGSB反应器废水处理效能有影响。 进一步考察上升流速对反应器内微生物特性的影响。反应器内微生物形态种类繁多,反应器运行至54天时,微生物的形态特征存在细微差异;研究反应器污泥粒径分布、颗粒污泥机械强度及 EPS含量,结果表明 R1反应器中所占比例最大的为粒径在0.8~0.6mm的污泥,比例为25.16%,R2反应器中所占比例最大的为粒径<0.315mm的污泥,比例为28.24%;R1和 R2反应器颗粒污泥强度分别为97.2%和96.4%;两反应器内污泥 EPS的含量在空间和时间上都存在差异。通过 DGGE分析可知,随着反应器的运行,微生物群落结构发生了演替,两反应器系统内种群的类型和结构均存在差异,R2反应器群落演替速度要高于 R1反应器。B.merdae16S rRNA为 R1反应器的优势菌株,Prevotella oulorum strain WPH179为 R2反应器的优势菌株,并且 R2反应器菌株消亡速度高于 R1反应器。结果表明上升流速对 EGSB反应器内微生物的存在状态和种群结构有影响。