高效厌氧反应器开发与应用研究
高效厌氧反应器是节能环保型的有机污染解决设施。在全世界，水污染和能源日益成为焦点问题，而有机物污染是水污染的核心问题。其中高浓度有机废水是人们关心的有机物处理的重点，第二代和第三代厌氧反应器又是高浓度有机废水处理在国内外近期研究和应用的重点。然而，目前高浓度有机废水处理反应器存在一定的制约因素。本文试图解决某些限制厌氧反应器应用的关键理论和技术问题，提高厌氧反应器的设备开发能力。
本文设计了四种形式的反应器：普通UASB反应器、水射器内循环UASB反应器、水射器内循环隔板UASB反应器和机械搅拌UASB反应器。这四种反应器是通过渐进原理设计的，试验周期达到三年时间，最终通过层次分析评估可开发的产品对象是水射器内循环隔板UASB反应器和机械搅拌UASB反应器。通过对四种反应器保有的污泥量、污泥观察、对有机物的去除能力、设备的水力条件、设备酸化问题等方面的对比研究，引伸到反应器内的污泥特性、污泥结构特征问题探讨。
本课题设计的水力循环复合UASB反应器和机械搅拌UASB反应器是对常规厌氧处理的一次大胆尝试。它的设计结构形成了污泥循环分离型特点，结构简单、操作控制易于实现、运行条件相对宽松、处理负荷高，因此，设备开发是可以实现的。本试验研究产生了一种新的反应器概念—水力梯度替代上升流速，在确保基质和污泥充分接触、高速生化反应的同时，保证了污泥的高浓度。
本课题以水力循环复合UASB反应器和机械搅拌UASB反应器为中心研究对象，利用人工配制的有机水(面粉水)，对反应器的启动和运行进行了研究。并进行了现场实验验证。通过1000多个数据的试验及理论分析，得出了如下主要结论：
1.为了促成生长高效厌氧反应器内颗粒污泥，认为保证甲烷菌快速生长是基本条件，传质动力是高效厌氧反应器的基本要求。
2.水射器内循环隔板UASB反应器和机械搅拌UASB反应器具备了第三代反应器的优点；通过层次分析，证明了水射器内循环隔板UASB反应器和机械搅拌UASB反应器的优势。
3.认为机械搅拌UASB反应器和内循环水射器隔板UASB反应器在泥水接触方式上都具有循环污泥分离型；而EGSB和IC反应器的泥水接触方式是悬浮污泥过滤型。从传质和泥水分离方面进行了反应器的改进。
4.认为高效反应器内循环体系具有pH自调节能力，探讨了通过反应器的酸化现象持续情况判断：污泥量不足需继续生长以及反应器达到承载能力。
5.高效厌氧反应器处理不同浓度有机物和适应有机物负荷具有一定优势。
6.三相分离器过流量少，精处理区流态稳定，可以保有更大量的污泥，污泥龄长。
反应器;颗粒污泥;有机废水;高效厌氧反应器;生物反应器;废水处理;水污染;有机物污染
中国海洋大学
博士
环境工程
郑西来
2005
中文
X703;X131.2
167
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）