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ABR反应器运行特性的研究

作　者: 孙立柱
导　师: 沈耀良
学　校: 苏州科技学院
专　业: 环境工程
关键词: ABR 运行效能 RTD 模型动力学参数
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文设计制作了三个ABR室内模型,格室数分别均为6,在中温条件下研究了ABR反应器处理合成有机废水的研究,主要系统地监测了进出水中COD指标,计算了COD去除率、容积负荷、水力负荷等运行参数;进行了ABR的水力特性的示踪剂试验分析,给出了ABR内的水力模型,结合ABR反应器污泥床内特殊的运动规律,建立了ABR内的反应动力学模型,并用Monod模式计算出动力学参数。本文研究表明:(1)ABR反应器能够用于处理高低浓度的有机废水。在本试验条件下,ABR反应器处理低浓度(CODCr浓度300、500、700、1000 mg/L)有机废水(在HRT=3、6、9、12h)是可行的,总体的CODCr的去除率达到均能75%以上,反应器出水稳定在75～150mg/L;ABR反应器处理高浓度(CODCr浓度2000、5000mg/L)有机废水(在HRT=3、6、9、12h)具有稳定、高效的去除效果。总体的去处效果达到80%以上,且耐冲击负荷强。(2)利用LiCL作为示踪剂,研究ABR反应器水力流态表明:ABR反应器是一种各隔室趋于CSTR流态而整体为趋于PF流态的复合流态反应器,因而ABR在水力流态方面完全符合复合流态、多级运行的SMPA工艺要求。清水反应器的水力流态受HRT的影响较小,因而反应器隔室中流态的变化与反应器的结构状况更为有关。对加泥运行的ABR反应器的RTD研究表明,进水有机物浓度及HRT均对ABR的水力流态有影响,而前者的影响更为重要。进水有机物浓度高,则各隔室的流态混合越好,越趋于CSTR。(3)通过ABR模型拟合表明:局部多级全混流模型偏差较小,能够较好的反映出ABR反应器水流情况;而整体轴向分散模型偏差交大,只能大体反映出反应器在空载水流运动情况,不能真实的反应出反应器在负载时的水流状况。不能表达出反应器内部结构和水流混乱程度所带来的影响,故只能用于简单的定性描述。想要比较准确描述必须进行相关模型的修整。ABR反应器的隔室数、进水浓度、HRT对其水力特性有一定影响。通过Monod方程相关计算得出动力学相关参数μmax=0.8201 g COD/(g VSS·d) Ks=0.3883 g COD/L

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
第一章绪论  12-33
  1.1 废水厌氧生物降解的机理  12-15
    1.1.1 废水厌氧生物降解过称的划分  12-14
    1.1.2 废水厌氧生物降解参与的微生物  14-15
  1.2 厌氧生物处理反应器的发展  15-17
    1.2.1 传统厌氧反应器  16
    1.2.2 第二代厌氧反应器  16-17
    1.2.3 第三代厌氧反应器  17
  1.3 ABR 国内外研究进展  17-33
    1.3.1 ABR 工艺开发的理论基础  17-18
    1.3.2 ABR 反应器工艺的构造及改进  18-21
    1.3.3 ABR 反应器工艺主要性能特点  21-24
    1.3.4 ABR 水力特性  24-25
    1.3.5 ABR 启动  25
    1.3.6 ABR 反应器厌氧污泥  25-27
    1.3.7 ABR 反应器运行效能  27-29
    1.3.8 ABR 运行影响因素  29-30
    1.3.9 ABR 模型  30-31
    1.3.10 ABR 研究存在的不足  31-33
第二章实验研究目的、内容和方式  33-40
  2.1 试验研究目的及内容  33-36
  2.2 试验方法  36-40
    2.2.1 试验装置  36-38
    2.2.2 试验原水及接种污泥  38
    2.2.3 取样及分析测定方法  38-40
第三章 ABR 反应器处理效能的研究  40-57
  3.1 ABR1 反应器处理低浓度废水效能研究  40-44
    3.1.1 ABR1 反应器的启动研究  40-41
    3.1.2 ABR1 反应器运行效能的研究  41-44
    3.1.3 ABR1 反应器运行小结  44
  3.2 ABR2 反应器处理高浓度废水效能研究  44-48
    3.2.1 ABR2 反应器的启动研究  44-45
    3.2.2 ABR2 反应器运行效能的研究  45-47
    3.2.3 ABR2 应器运行小结  47-48
  3.3 ABR3 反应器处理高浓度废水效能研究  48-52
    3.3.1 ABR3 反应器的启动研究  48-49
    3.3.2 ABR3 反应器运行效能的研究  49-51
    3.3.3 ABR3 应器运行小结  51-52
  3.4 ABR2 与ABR3 反应器对比研究  52-56
    3.4.1 相同进水浓度下，两反应器的比较  52-54
    3.4.2 相同 HRT 下，两反应器的比较  54-56
  3.5 本章小结  56-57
第四章 ABR 水力混合特性研究  57-79
  4.1 水力特性的研究方法  57-63
    4.1.1 RTD 的定义  57-59
    4.1.2 RTD 的实验测定方法  59-62
    4.1.3 RTD 的研究应用  62-63
  4.2 RTD 实验结果分析  63-78
    4.2.1 特征截面面积对 ABR 水力特性影响  63-64
    4.2.2 清水流态实验结果分析  64-67
    4.2.3 ABR 低浓度有机废水（COD=500mg/l）的流态实验结果分析  67-70
    4.2.4 ABR 高浓度有机废水（COD=5000mg/l）的流态实验结果分析  70-71
    4.2.5 ABR 的流态对比实验结果分析  71-76
    4.2.6 实验结果死区分析  76-78
  4.3 本章小结  78-79
第五章 ABR 反应器模型的研究  79-100
  5.1 ABR 反应器的污泥特性分析  79-81
    5.1.1 ABR 反应器污泥特征  80
    5.1.2 ABR 反应器内颗粒污泥床特征  80
    5.1.3 ABR 基质降解特点分析  80-81
  5.2 ABR 反应器的流态模型  81-87
    5.2.1 模型建立的原则和依据  81-82
    5.2.2 简单的单参数模型理论介绍  82-87
  5.3 ABR 反应器动力学模型  87-90
    5.3.1 模型的建立  87-88
    5.3.2 局部的多级全混流模型  88-89
    5.3.3 整体的轴向扩散模型  89-90
  5.4 ABR 反应器流态模型检验  90-97
    5.4.1 局部的多级全混流模型拟合及分析  91-94
    5.4.2 整体的轴向分散模型拟合及分析  94-97
  5.5 ABR 反应器动力学参数的求解  97-99
  5.6 本章小结  99-100
第六章结论及建议  100-102
  6.1 结论  100-101
  6.2 建议  101-102
参考文献  102-106
致谢  106-107
作者简介  107

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