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本文针对目前升流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket,简称UASB)存在的缺陷,并结合气升式环流反应器(Airlift Loop Reactors,简称ALR)及内循环厌氧反应器(IC)原理,对UASB反应器进行了结构上的改进,探讨了改进机理。以改进后的反应器流体动力学行为及处理有机废水的连续运行试验作为主要研究载体,对该反应器流动行为及运行特性进行了探讨。该反应器能够通过产气实现自循环,可承受较高的容积负荷,具有较高的运行稳定性。本文以空气—PAM溶液体系作为研究对象,对反应器内的流动行为进行了试验研究和理论探讨。试验结果表明,对于空气—PAM溶液体系,随模拟气量的增大,反应器平均气含率、反应区局部气含率及循环液量均增大,但当液相PAM浓度达到0.009%时,平均气含率增大趋势减缓；当液相PAM浓度小于0.007%时,局部气含率随模拟气量的增大趋势较为平缓,当PAM浓度增大到0.009%,模拟气量大于0.3L/min时,局部气含率随模拟气量的增大而增大的趋势加强。并根据试验结果建立了反应区局部气含率和循环液速的流体力学模型。本文在反应器启动阶段以葡萄糖配水为进水,连续运行75天,容积负荷从1.68±0.09kgCOD/m3·d逐步提高至6.72±0.99kgCOD/m3·d,反应器运行状态较稳定,运行期间COD平均去除率达到81.06%。当容积负荷达到5.16±0.47kgCOD/m3·d时,反应器内部开始出现不连续的自循环现象。在启动运行到第37d时,反应器底部形成颗粒污泥,绝大数呈球形,沉降性能良好,污泥的颗粒化使厌氧反应器运行效能得到改善。此外,本文通过抗负荷冲击试验和抗pH冲击试验考察了反应器的稳定性。在抗负荷冲击能力试验中,容积负荷从6.72±0.99kgCOD/m3·d提高到8.74±0.96kgCOD/m3·d(增幅为30%),COD去除率从88.45%下降到76.67%,但仍能正常运行；在抗pH冲击试验中,调节进水pH=5和pH=6,反应器出水pH均能够很快恢复正常,COD去除率仅有小幅度降低。冲击试验结果表明该试验装置具有良好的运行稳定性。