新型厭氧-好氧生物流化床反應(yīng)器應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、近年來，我國(guó)各類工業(yè)廢水排放量的激增與土地資源的日益緊張之間的矛盾已威脅到可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。然而，當(dāng)前廢水處理設(shè)施多為占地面積大的混凝土構(gòu)筑物。生物流化床反應(yīng)器技術(shù)因具有占地面積小、處理效率高、有機(jī)負(fù)荷高的脫氮除碳技術(shù)而倍受行業(yè)關(guān)注。然而，以生物流化床反應(yīng)器技術(shù)為主的工程案例并不多見，相應(yīng)的工藝參數(shù)更少見文獻(xiàn)報(bào)道，阻礙了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。鑒于此，本文以中成藥廢水為處理對(duì)象，采用自主研發(fā)的螺旋對(duì)稱流厭氧生物流化床反應(yīng)器（SSSAB）和氣升

2、式外循環(huán)渦旋強(qiáng)化生物脫氮流化床反應(yīng)器（反應(yīng)器I）開展新型高效的生物流化床反應(yīng)器技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)研究。試驗(yàn)以中成藥廢水為處理對(duì)象，以IC厭氧生物流化床反應(yīng)器為參比，從去除效能、運(yùn)行負(fù)荷、床層污泥時(shí)空特征分析等方面研究了SSSAB常溫下的中試運(yùn)行性能及最適宜操作參數(shù)，并通過水力沖擊試驗(yàn)、濃度沖擊試驗(yàn)和動(dòng)力學(xué)模擬，發(fā)掘了SSSAB中試運(yùn)行潛能。以中成藥廢水厭氧出水為處理對(duì)象，以傳統(tǒng)氣升式內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器（反應(yīng)器II）為參比，從去除效能、運(yùn)行穩(wěn)定性、胞

3、外聚合物含量變化等方面研究了反應(yīng)器I常溫下處理實(shí)際廢水的運(yùn)行性能，并通過添加掛膜填料來發(fā)掘反應(yīng)器I性能強(qiáng)化的可能性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴SSSAB常溫下處理效能優(yōu)于IC厭氧生物流化床反應(yīng)器：SSSAB的OLR可達(dá)(21.37±0.96) kgCOD/(m3·d)，VRR可達(dá)(19.67±0.68) kgCOD/(m3·d)，反應(yīng)器整體COD去除率穩(wěn)定在90%以上，均優(yōu)于IC厭氧生物流化床反應(yīng)器相應(yīng)值。SSSAB常溫處理中成

4、藥廢水時(shí)最適宜參數(shù)為進(jìn)水COD濃度5000~6000mg/L，HRT為6h。⑵SSSAB床層污泥常溫下的時(shí)空特征優(yōu)于 IC厭氧生物流化床反應(yīng)器：時(shí)間上，SSSAB隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)所監(jiān)測(cè)的污泥濃度及污泥濃度增量、污泥表觀性狀和污泥負(fù)荷（0.289±0.0024 kgCOD/(kgMLSS·d)）等明顯優(yōu)于IC厭氧生物流化床反應(yīng)器；空間上SSSAB床層污泥濃度維持由下至上逐步遞減且幅度相近，整體濃度較高（34~61 g/L）是SSSAB在

5、HRT為6 h時(shí)取得高效能的特征之一。⑶SSSAB負(fù)荷沖擊試驗(yàn)和動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果表明：常溫下，SSSAB耐負(fù)荷沖量（沖擊濃度與沖擊時(shí)間的乘積）可高達(dá)72.00(kgCOD·h)/m3，耐水力沖擊上升流速可高達(dá)4.3 m/h，持留污泥性能也強(qiáng)于IC反應(yīng)器；動(dòng)力學(xué)模擬顯示，SSSAB最大COD容積負(fù)荷率可高達(dá)43.42 kgCOD/(m3·d)。⑷啟動(dòng)運(yùn)行階段，反應(yīng)器I處理中成藥厭氧廢水的性能略優(yōu)于反應(yīng)器II。反應(yīng)器I的COD、TN、NH4+

6、-N去除率均值分別達(dá)82.9%、83.1%、88.6%，略優(yōu)于反應(yīng)器II所能達(dá)到的相應(yīng)值。⑸穩(wěn)定運(yùn)行階段，反應(yīng)器 I處理中成藥厭氧廢水的性能優(yōu)于反應(yīng)器II，可達(dá)到《中藥類制藥水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB21906-2008）要求，而反應(yīng)器II的COD出水濃度無法達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)。其中反應(yīng)器I出水 COD、TN、NH4+-N濃度分別低于反應(yīng)器 II達(dá)40.9mg/L、3.6mg/L、3.6mg/L。去除率分別高于反應(yīng)器II達(dá)6%、4.5%、4.2%