反应器构型影响好氧污泥颗粒化研究

"本文主要探讨了反应器构型如何影响好氧污泥颗粒化的进程和特性，通过对比不同构型的序批式生物反应器（R1, R2, R3），处理含高浓度对氯苯胺（p-ClA）有机废水的试验，研究发现反应器的几何形状和水力学条件对污泥颗粒化有显著影响。高径比（H/D）较大的SBR（R2）和SABR（R3）反应器更利于污泥颗粒的形成，而SABR反应器内形成的污泥颗粒表现出更高的生化需氧量（COD）和p-ClA去除效率，且具有更强的结构致密性。" 在废水生物处理领域，好氧污泥颗粒化的研究一直是热门话题，因为它可以增强微生物的持留和提高系统的稳定性。本研究由浙江大学环资学院环境工程系和浙江省天正设计工程有限公司合作完成，通过三组不同的序批式生物反应器进行实验，其中R2和R3采用柱状上流式反应器，这种设计能产生更大的水力剪切力和微生物碰撞机会，有助于形成颗粒污泥。 在15天的运行期间，观察到R2和R3中的污泥颗粒化先于H/D较小的R1，这表明高径比对于污泥颗粒化的初期形成至关重要。随着运行时间的增加和进水p-ClA负荷的提高，所有反应器的污泥颗粒化进程都逐渐成熟。在运行过程中，R2和R3显示出更高的COD和p-ClA降解活性，且污泥沉降速率和去除效率稳定在较高水平。 具体来说，R2和R3生成的颗粒污泥平均粒径较大，分别为1.68mm和1.25mm，而R1的颗粒污泥粒径较小，为0.78mm。这些较大的颗粒污泥具有更快的沉降速率，如R2达到70.1m·h-1，R3达到66.6m·h-1，这表明了它们在分离和沉降方面的优势。在去除效率方面，R2和R3的COD及p-ClA去除效率均超过93%和99%，显示了优异的处理性能。 特别地，SABR（R3）反应器中的污泥颗粒表现出更高的活性和更好的结构特性，包括较高的酸碱消耗速率（SOUR）、胞外聚合物（EPS）产量、蛋白质/多糖（PN/PS）比例以及细胞疏水性。这些特点使得SABR内的颗粒污泥更加致密，有利于提高有毒有机物如p-ClA的降解效率。 这项研究强调了反应器构型对污泥颗粒化的重要影响，为优化有毒有机废水处理的反应器设计提供了理论依据。未来的研究可能进一步探究如何精确调控反应器参数，以促进特定污染物去除的污泥颗粒化过程，同时优化系统的稳定性和运行效率。