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本实验使用自行研制的内循环厌氧反应器(IC反应器),接种了厌氧颗粒污泥,主要研究目的是考察IC反应器处理酱油废水的可行性、运行效果以及试验过程中污泥特性的变化,研究内容有启动试验、中温处理酱油废水研究、颗粒污泥特性研究、基质降解动力学模型研究。研究结果表明:
(1)在启动试验中,IC反应器最高容积负荷达到55.4kgCOD/(m3·d)。在HRT不低于4.1h前提下,COD去除率保持89%以上。
(2)酱油废水进水COD在2650~9640mg/L变化,具有强烈的负荷冲击,但系统仍有较好的处理效果,在HRT不低于4.8h条件下,去除率为76.8%~89.2%,证明系统具有一定的抗冲击负荷能力;高活性颗粒污泥与内循环装置起到关键作用。实验结果还表明,出水VFA在116~321mg/L内变化,酸碱度正常;对于废水中氨氮的去除不明显,对色度的去除率为12.5~17.5%,产气量与容积负荷的变化趋势基本一致。
(3)在运行过程中,对反应器内颗粒污泥的特性进行了研究:启动试验过程中,颗粒污泥颜色由黑色变成灰色,形状趋于球形;且随着容积负荷的增加,污泥量增加,活性提高,反应器颗粒化程度由90.1%升至95.0%,粒径逐渐变大并重新分布,且沿着反应器由低到高的方向污泥粒径逐渐减小;沉降速度由开始时的14.4~64.8m/h变为14.3~72.5m/h。酱油废水试验中,颗粒污泥呈现深黑色规则球形,表面光滑带油性,粒径集中在0.25~2mm,颗粒化程度降低为91.2%,沉降速度为15.1~71.2m/h。
(4)利用启动试验后培养成熟的颗粒污泥进行盐度耐受性试验,结果表明,当盐度≤12g/L时,增加盐度会使有机物的去除率下降,但有机物去除率仍保持在82%以上。应控制废水盐度不大于12g/L。
(5)在试验基础上,本文对IC反应器基质降解动力学模型进行了分析与推导,并得出两段动力学方程,第一反应区基质降解动力学可用公式t1=Si-Sm/K1Sm来描述,第二反应区基质降解动力学可用公式t2=1/K2lnSm/Se描述。