ABR在有機(jī)負(fù)荷影響下的基質(zhì)沿程降解規(guī)律和能量回收效率.pdf

1、廢水厭氧生物處理技術(shù)因其處理負(fù)荷高并能回收沼氣等優(yōu)點而得到了廣泛研究和應(yīng)用，但也存在啟動時間長、系統(tǒng)穩(wěn)定性不理想等不足。基于生物相分離技術(shù)思想而開發(fā)的厭氧折流板反應(yīng)器（Anaerobic Baffled Reactor，簡稱ABR），可為參與厭氧消化的各類菌群提供適宜的微環(huán)境，并通過各類群微生物構(gòu)成的“食物鏈”實現(xiàn)對有機(jī)物的逐級降解和轉(zhuǎn)化，大幅提高了厭氧生物處理系統(tǒng)的效能和運(yùn)行穩(wěn)定性。但關(guān)于ABR內(nèi)的基質(zhì)沿程降解特性與生物相分離的內(nèi)在聯(lián)

2、系，認(rèn)識仍不夠深入，基于能量回收的控制條件優(yōu)化研究也比較缺乏。本文以ABR的調(diào)控運(yùn)行為基礎(chǔ)，考察了有機(jī)負(fù)荷（Organic Loading Rate，簡稱OLR）對ABR處理效能和能量回收效率的影響；采用Andrews動力學(xué)模型分析了COD的沿程降解動力學(xué)特征，并進(jìn)一步探討了該特征與系統(tǒng)處理效能以及能量回收效率的內(nèi)在聯(lián)系，以期為ABR的優(yōu)化控制和綜合效能提高提供依據(jù)和指導(dǎo)。
　　在前期運(yùn)行的基礎(chǔ)上，將ABR的運(yùn)行條件控制為HRT4

3、8 h、溫度35℃、進(jìn)水COD4000 mg·L-1和pH7.0左右等，系統(tǒng)可在30d左右重新達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，COD去除率和沼氣產(chǎn)量分別達(dá)到91.8％和25.4 L·d-1左右。隨著HRT從48 h分階段縮短至16 h，系統(tǒng)COD平均去除率仍能維持在90%左右，而各個格室對系統(tǒng) CO D去除率的貢獻(xiàn)則由以第1格室為主逐漸過渡為四個格室聯(lián)合作用。通過對各個格室沼氣甲烷含量及CO D去除率的分析發(fā)現(xiàn)，采用縮短HRT提高O LR的方式，可在

4、一定程度上強(qiáng)化ABR的相分離特征，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。系統(tǒng)的能量回收效率在HRT為40 h時最大，為60.5%。
　　將HRT固定為40 h，分階段提高COD濃度，考察OLR對ABR相分離特征與運(yùn)行效能的影響。結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水COD從2000 mg·L-1分階段提升為8000 mg·L-1時，系統(tǒng)均能穩(wěn)定運(yùn)行，其CO D去除率從87.7%增加到了96.4%；發(fā)酵中間產(chǎn)物揮發(fā)性脂肪酸（Volatile Fatty Acid，簡稱V

5、FA）主要在第1格室產(chǎn)生，并在后續(xù)格室中逐級得到轉(zhuǎn)化和去除；丁酸和丙酸的降解分別主要發(fā)生在第2和第3格室，第4格室很少有VFA的積累；沼氣產(chǎn)量從13.1 L·d-1大幅增加到了63.8 L·d-1，且第1和第2格室占據(jù)了總產(chǎn)氣量的80%以上，但其甲烷含量隨負(fù)荷增加而逐漸降低；系統(tǒng)的能量回收效率隨著進(jìn)水 COD濃度的提高呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。
　　Andrews基質(zhì)降解動力學(xué)模型能夠較好地模擬 ABR系統(tǒng)中基質(zhì)的沿程降解過程，由其求得的