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厌氧折流板反应器是1981年提出的一种新型高效厌氧反应器,与传统的厌氧反应器相比,不仅大大提高了反应器的负荷和处理效率,而且对不良因素的适应性大为增强,是水污染防治领域一项有效的新技术。本课题自行设计制作了实验用的小型厌氧折流板反应器,并利用该反应器预处理草浆制浆废水,考察了水力停留时间,pH值、温度等因素对水解酸化反应的影响以及这些因素对厌氧折流板反应器各个隔室的变化影响,在确定最佳运行条件下,对草浆制浆废水进行处理,以期为处理造纸废水提供简便有效的方法。
论文设计制作的实验室用厌氧折流板反应器材质为有机玻璃,主要设计参数为反应器的总长×宽×高为590mm×130mm×400mm,下、上流室的宽度之比为1:3,折板倾角为45°。实验启动过程中,所用的水源为自配的葡萄糖水,以便控制不同的进水浓度。初次启动采用同时提高进水浓度和缩短水力停留时间(HRT),结果发现启动过程中有污泥流失现象,隔室内有白色物质漂浮,反应器内出现沟流现象,后部出现污泥上浮,并逐渐加剧,同时系统几乎没有产气现象。理论分析认为初次启动失败。实验又进行二次启动,仍然采用低负荷启动方式,分别考察固定进水浓度,改变水力停留时间和固定水力停留时间,改变进水浓度两种启动方式,实验结果发现,两种启动方式均能达到启动目的,但固定水力停留时间逐步改变进水浓度启动较快,且实验运行较稳定。
在考察各个因素对水解酸化反应的影响时发现,水力停留时间对水解酸化反应的影响比较大,反应器内各隔室的变化情况不一。对厌氧折流板反应器来说,水力停留时间越长,CODcr、BOD5的去除率越大。在水力停留时间为10h时,CODcr的去除率达到45%,而后延长HRT,CODcr的去除率稳定在一定范围,此时,第一隔室CODcr的去除率占主要部分;HRT对BOD5去除的影响和CODcr的影响差不多,而对悬浮物的去除几乎没有什么影响,悬浮物的去除率一般稳定在60%以上;在HRT=12h时,废水BOD5/CODcr的最高值可达到0.50。在考察pH值对水解酸化的影响时发现,无论在酸性或碱性条件下,水解酸化反应都能发生,在酸性环境下,水解酸化反应不彻底,故CODcr的去除率较小,随着pH值的升高,CODcr的去除率升高,但在碱性环境下,CODcr的去除率又有所下降,实验发现在pH=6.0时,CODcr的去除率达到最高为43.3%,同时pH值还对酸化率有影响,不仅影响酸化率的最值,还影响达到最大酸化率的时间,试验表明,pH值在6.0~7.5之间,最有利于水解酸化反应的进行;温度对水解酸化反应的影响不大,且在较大温度范围内都能进行,出水水质都较稳定。
试验确定在HRT=10h,温度为35℃,进水CODcr≈3900mg/L,BOD5≈1300mg/L,SS≈1100mg/L时,出水CODcr、BOD5、SS的去除率分别达到45%、26%、65%左右,BOD5/CODcr的值由进水的0.33提高到出水的0.47。
用显微镜观察反应器内污泥外观呈黑色或浅灰黑色,以长短杆菌为主。