螺旋对称流厌氧反应器床层颗粒污泥物理特性研究

【摘要】全球面临能源紧缺与环境污染双重压力,厌氧消化技术应用于有机废水处理,可同时实现污水处理与回收沼气能源,因而备受行业关注。高效厌氧反应器是厌氧消化技术的载体,而厌氧颗粒污泥是高效厌氧反应器的核心。论文开展了对厌氧颗粒污泥物理性能的研究,有助于推动厌氧消化技术机理的研究和促进高效厌氧反应器的工程应用。螺旋对称流厌氧反应器(SpiralSymmetricStreamAnaerobicBioreactor,SSSAB)是本课题研发的具有自主知识产权的高效厌氧反应器。以该反应器为载体,开展了其运行特性和反应器床层颗粒污泥的物理特性的相关研究。获得主要成果如下：(1)试验了螺旋对称流厌氧反应器的运行性能。①SSSAB的COD去除效果好于UASB。常温下进水有机负荷范围为1.26～8.82g/L·d时,SSSAB的COD去除率最高可达97.23%,COD平均去除率达到85%以上。’UASB的COD去除率最高为92.02%,COD平均去除率为74.15%。②SSSAB中的污泥颗粒化程度优于UASB。SSSAB内的颗粒污泥始终能够保持深黑色和完整的颗粒状态；UASB内的颗粒污泥则逐渐变为灰色,后期出现大量絮状污泥。(2)探明了螺旋对称流厌氧反应器床层颗粒污泥物理特性。①SSSAB内的颗粒污泥的结构稳定性优于絮状污泥。SSSAB在稳定状态下,各样品ζ平均值的绝对值范围为40mv-50mv,这比絮状污泥的ζ要大,有利于保持颗粒污泥的颗粒化形态。②SSSAB中颗粒污泥的zeta电位分散性优于UASB,两反应器上部颗粒污泥的颗粒化程度优于反应器下部,有利于颗粒污泥形态化特征。SSSAB三种样品颗粒污泥ζ方差分别为130.8、90.04和31.36；而对于UASB三种样品颗粒污泥ζ方差分别为204.3、159.7和92.71。③SSSAB中颗粒污泥对有机物的吸附率优于UASB,其颗粒污泥憎水性强于UASB.SSSAB中的颗粒污泥表面的接触角与COD去除率范围分别为65.82°～106,26°87.8%-94.72%；而UASB中的颗粒污泥表面的接触角与COD去除率范围分别为65.66°～98.38°,49.57%-92.02%。④SSSAB中颗粒污泥存在空间梯度分布,其表面接触角平均值大小随着反应器自下至高依次升高,UASB没有明显的趋势性变化。Sample2与Sample3,UASB颗粒污泥表面接触角平均值分别为83.56°和81.780；SSSAB颗粒污泥表面接触角平均值分别为99.49°和92.970。⑤SSSAB床层颗粒污泥湿密度稳定性随反应器自下往上依次增强,有利于保持反应器中微生物的量,UASB颗粒污泥湿密度大小没有呈现明显的规律性。SSSAB中的污泥污泥湿密度方差S2Samplel＞S2Sample2>S2Sample3(0.0095>0.0049>0.0029).⑥SSSAB内颗粒污泥沉降性能优于UASB.对于两反应器各运行阶段床层颗粒污泥湿密度中,SSSAB有85.7%的污泥湿密度平均值大于1g/cm3,UASB中66.7%污泥湿密度平均值大于1g/cm3。⑦SSSAB中的颗粒污泥Ca、Cu等元素的含量明显高于絮状污泥。絮状颗粒污泥中的Ca的含量一般范围为2.9~3.5mg/gSS；Cu的含量一般范围为0.23~0.87mg/gSS。SSSAB中颗粒污泥Ca含量范围为12.8~14.7mg/gSS；Cu的含量范围为2.86~15.1mg/gSS.⑧SSSAB中金属元素有一定的空间梯度分布,以Ca、Mg、Cu为主。反应器运行过程中,反应器床层颗粒污泥中的金属元素Ca.Fe.Cr的含量随反应器自下至上依次升高,这有利于维持颗粒污泥的抗剪切能力；而UASB没有呈现明显的规律性。论文研究了螺旋对称流厌氧反应器床层颗粒污泥的物理特性,最终得出结论：螺旋对称流厌氧反应器床层颗粒污泥物理特性优于上流式厌氧污泥床反应器。
【作者】王衡；
【导师】柳建设；陈小光；
【作者基本信息】东华大学，环境工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】SSSAB；UASB；厌氧颗粒污泥；运行特性；物理特性；

【参考文献】
[1]邹颖.热轧带钢氧化铁皮控制技术的研究[D].东北大学,材料加工工程,2010,硕士.
[2]罗家栋.SnCuNi-xPr无铅钎料组织、性能和焊点可靠性研究[D].南京航空航天大学,材料加工工程,2013,硕士.
[3]温娟.直接空冷凝汽器空气侧流动换热问题的大涡模拟研究[D].中国科学院研究生院（工程热物理研究所）,工程热物理,2014,博士.
[4]周瑞英.英语词义教学研究[D].湖南师范大学,英语语言文学,2003,硕士.
[5]许武.张家峁井田采煤对潜水流场的扰动规律研究[D].西安科技大学,地质工程,2013,硕士.
[6]姜明静.艾滋病致新型隐球菌性脑膜炎1例报告并文献复习[D].兰州大学,临床医学（专业学位）,2013,硕士.
[7]钱志.固体密实条带充填开采岩层移动规律模拟研究[D].中国矿业大学,大地测量学与测量工程,2014,硕士.
[8]董思斯.冠中土壤微生物群落的组成鉴定及定量识别技术的研制[D].哈尔滨工业大学,生物学,2014,硕士.
[9]AGBODO.多哥的贸易竞争力分析[D].宁波大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[10]谢小松.半刚接钢框架的抗震性能研究及工程应用[D].福州大学,水工结构工程,2004,硕士.
[11]陈莹.中学生英语学习焦虑研究[D].山西财经大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[12]吴力娟.突变或野生型TDP-43对神经元电压门控钠通道电生理特性的影响及双甲氧姜黄素的保护作用[D].河北医科大学,神经病学,2013,硕士.
[13]马忠庚,王学军,邓建波.Internet上的个性化信息服务[J].聊城大学学报(自然科学版),2005,04:83-86.
[14]程学华.礼貌视角下分析美剧《为人父母》中会话沉默的交际功能[D].山西师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[15]何啸风.OFDM系统峰均比抑制联合算法研究[D].南昌航空大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[16]龚利华.黑色金属矿山清洁生产评价指标体系的建立[J].金属矿山.2003(07)
[17]王因.先秦儒家“内圣外王”理想人格及其现代德育价值研究[D].华东师范大学,思想政治教育（专业学位）,2013,硕士.
[18]赵孝先.液相沉积法制备伊利石/TiO_2复合钛白的工艺及性能研究[D].燕山大学,化学工艺,2014,硕士.
[19]王玥.高中生父母教养方式、主观幸福感与疏离感的关系研究[D].东北师范大学,应用心理学,2012,硕士.
[20]宋昕.个体数据模型准备金评估：带有插补值的多元核密度估计方法[D].华东师范大学,概率论与数理统计,2013,硕士.
[21]柯丹丹.温经通络法外用对奥沙利铂所致周围神经毒性模型干预的研究[D].北京中医药大学,中西医结合临床,2014,硕士.
[22]李宏毅,李加季.太阳能光伏发电技术及应用(5)[J].建筑创作.2003(06)
[23]梁雨时.加味玉屏风颗粒治疗慢性荨麻疹表虚不固证的临床研究[D].北京中医药大学,中西医结合临床,2014,硕士.
[24]冯永波.直行待行区在平面十字交叉口的设置及效益评价[D].长安大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[25]赵展.自助银行管理信息系统的分析和研究[D].西安理工大学,工商管理,2004,硕士.
[26]张宁.单一和复合乳酸菌制剂对水稻秸青贮品质和营养价值的影响[D].东北农业大学,动物营养与饲料科学,2013,硕士.
[27]罗文.系统动力学仿真在互联网产业创新中的应用[J].计算机工程与应用,2014,17:254-258+270.
[28]李国栋,田国会,王洪君,周风余.一种景物平面法向已知条件下的单应矩阵快速分解算法[J].控制与决策,2014,04:735-738.
[29]孙兢兢.中国职工合唱发展与探索[D].中国音乐学院,音乐表演,2012,硕士.
[30]秦广胜.三维观测系统对叠前成像效果的影响分析[J].石油地球物理勘探,2010,S1:6-8+239+245.
[31]胡颖岚.新疆对外开放度与经济发展关系研究[D].新疆财经大学,国际贸易学,2013,硕士.
[32]康壮.基于高阻硅衬底的超导共面波导谐振腔[D].南京大学,2013.
[33]胡星.船舶运输节能减排评价指标体系及方法研究[D].华南理工大学,物流工程,2012,硕士.
[34]魏健.小波人工神经网络在建筑沉降预测中的应用研究[D].北京交通大学,2013.
[35]李广众,周晓珺.电子商务系统技术经济评价[J].南京工业职业技术学院学报,2002,02:28-31+23.
[36]徐利刚.OFDM系统中降低峰均比问题的研究[D].浙江工商大学,电子与通信工程（专业学位）,2014,硕士.
[37]蒋海亮.公司设立若干法律问题研究[D].湖南大学,经济法,2003,硕士.
[38]张素子.慈善行为的道德评价研究[D].广西民族大学,伦理学,2013,硕士.
[39]毛新凯.山东工业职业学院订单仓储业务实训管理系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2013,硕士.
[40]徐彪.足球比赛新增附加助理裁判的必要性研究[D].北京体育大学,社会体育指导,2013,硕士.
[41]欧阳洪.电话交换网优化方案[J].铁道通信信号.2001(01)
[42]李清.高中生化学观察能力的培养研究[D].扬州大学,课程与教学论,2012,硕士.
[43]陈乾雄.论五四运动对马克思主义与工人运动相结合的促进作用[D].湖南师范大学,中共党史,2004,硕士.
[44]韶氏翠恒.越南安沛省党和团体女性领导干部队伍任用研究[D].广西民族大学,行政管理,2013,硕士.
[45]朱磊.蟹寄江氏伪钟虫防治药物的筛选及其对几种淡水生物的毒性作用[D].上海海洋大学,临床兽医学,2013,硕士.
[46]杜成许.脑性瘫痪合并听神经损伤多因素分析与穴位注射治疗初探[D].郑州大学,儿科学（专业学位）,2013,硕士.
[47]李研.日语里与饮食文化有关词语的考察[D].东北师范大学,日语语言文学,2012,硕士.
[48]张楠.国际环境NGO与中国地方政府环境治理研究[D].上海外国语大学,国际关系,2012,硕士.
[49]梁剑韬.购物中心廊空间设计研究[D].南昌大学,建筑设计及其理论,2014,硕士.
[50]刘鑫.新时期中国共产党执政文化建设研究[D].东北石油大学,中共党史,2013,硕士.