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内、外循环EGSB反应器酸碱调控能力的对比试验研究.doc

内、外循环EGSB反应器酸碱调控能力的对比试验研究

elma莹莹
2017-11-27 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《内、外循环EGSB反应器酸碱调控能力的对比试验研究doc》,可适用于综合领域

内、外循环EGSB反应器酸碱调控能力的对比试验研究内、外循环EGSB反应器酸碱调控能力的对比试验研究第卷第期年月环境污染治理技术与设备TechniquesandEquipmentforEnvironmentalPollutionControlVo,NoAug内,外循环EGSB反应器酸碱调控能力的对比试验研究战友(黑龙江科技学院资源与环境工程学院,哈尔滨)摘要通过对比运行试验,研究了内,外循环EGSB反应器酸碱特征及其调控能力结果表明,内,外循环厌氧反应器内部的pH值分布规律相似,较低有机负荷时pH值梯度变化较小,较高负荷时随循环比变化pH值分布有所差别,但种条件下循环比为时反应器内pH值均可达到较均衡的分布相同原水pH值条件下外循环体系pH值要高于内循环体系pH值,种条件下体系pH值变化趋势较为一致,二者平均差值在个单位左右循环厌氧反应器系统pH值维持在可以较好地保障系统正常运行,为了保证此条件,外循环运行方式对原水pH值的极限调节范围是,内循环运行方式对原水pH值的极限调节范围是该成果对于研究和应用内外循环EGSB反应器具有理论参考和实用价值关键词内循环外循环EGSB循环比中图分类号X文献标识码A文章编号l()ComparisonexperimentalstudyonadjustmentandcontrolofpHforinnercirculationandoutercirculationEGSBreactorZhanYOU(SchoolofResourceEnvironmentalEngineering,HeilongjiangScienceandTechnologyInstitute,Harbin)AbstractThedistributingcharacterandcontrolabilityofpHforinnercirculationandoutercirculationEGSBreactorhavebeenstudiedTheresultsshowedthatpHdistributingcharactersofinnercirculationandoutercirculationdisgustedoxygenreactorsweresimilarpHgradientchangeissmallatlowerorganicburthenconditionFollowedwithchan~ngofcirculationrate,distributingofpHhaschangedathigherorganicburthenButnomatterwhichconditionwhencirculationrateisthedistributionofpHcanattaintoequilibriumpHintheoutercirculationsystemishigherthaninnercirculationsystematthesamepHofimportationwateranddirectionofpHchangingisaccordantThedifferenceofpHbetweeninnercirculationsystemandoutercirculationsystemisIfpHincirculationdisgustedoxygenreactorcanbekepton,,thereactorsystemwouldberunsmoothlyForkeepingthisoperationconditionthatthelimitadjustmentrangeofpHofimportationwateris,foroutercirculationrunmannerand,forinnercirculationrunmannercorrespondingyTheresuhsoftheresearchandapplicationsoninnercirculationandoutercirculationEGSBreactorhastheoreticalandpracticalre~rencevaluesKeywordsinnercirculationoutercirculationEGSBproportionofcirculationpH值是影响厌氧消化过程的重要因素,厌氧消化需要一个相对稳定的pH值范围如果生长环境的pH值过高或过低,产甲烷菌的生长代谢和繁殖就会受到抑制,并进而对整个厌氧消化过程产生不利影响在厌氧水处理工艺中,由于有机废水水解酸化等作用,pH值往往较低,为了保持厌氧反应器中的pH值稳定在适宜的范围内,就必须采取一定的措施对反应器的运行进行调节和控制研究者发现,CO:是厌氧消化液中的主要的酸性物质之一,根据气体溶解平衡的亨利定律,溶解性CO:浓度和CO:的平衡分压成正比在厌氧反应器中,由于消化作用的进行,体系CO:的平衡分压增大,收稿日期:修订日期:作者简介:战友(一),男,学士,副教授,主要研究方向:水处理工程及环境影响评价Emall:zhanyouyahoocomca第期战友:内,外循环EGSB反应器酸碱调控能力的对比试验研究溶解性CO:的增多,导致体系H浓度增高,pH降低,反应器上部,在体系CO:的平衡分压过渡的过程中,CO:的平衡分压下降,CO:释放,pH升高因此,把经CO:释放后的处理水再回流,是一种调控厌氧反应器内pH值的很好方法在外循环EGSB反应器的运行过程中,由于处理水循环过程中CO:得到释放,所以EGSB可以利用其本身的运行方式来调节系统pH值试验在个长期连续运行的内,外循环EGSB反应器中,对比考察了种形式EGSB运行过程中反应器pH值变化特征和系统酸碱调控能力,为不同形式EGSB反应器的选择和应用提供相应的试验基础材料与方法实验装置试验在个对比运行的内,外循环反应器中进行,工艺流程见图号为内循环工艺,号为外循环工艺,个反应器主体结构完全相同,反应器由圆柱形有机玻璃制成,反应区内径cm,有效高度cm,体积L反应区沿程等距设个取样孔,其分布见表号工艺流程需设循环水池,循环水池结构为单隔板式,有效容积为OL实验在恒温室内进行,温度控制在O左右原水在冰箱保鲜,以防酸化并易于控制pH值:内循环反应器:外循环反应器图反应器工艺流程图FigCraftprocesschartofreactor试验用水试验采用人工合成废水,用葡萄糖,尿素,磷酸二氢钾按比例COD:N:P=::配制而成,同时投加Fe,Co,M,Ni,Mn,A等微量元素和酵母膏表反应器取样口分布TableDistributionofreactorsamplingholes取样孔编号高度(cm)注:"高度从反应器进水口算起"取样口设在沉淀区接种污泥接种污泥来自山东滨州淀粉厂生产性UASB中颗粒污泥,接种前已在室温放置个月SS:gLVSS:gL,反应器实际污泥投加量为gL制样及分析样品的制备:污泥床区消化液中COD取泥水混合液沉淀,上清液用中速滤纸过滤后测定,其他COD直接用中速滤纸过滤后测定分析项目:COD采用重铬酸钾法VFA(挥发性有机酸)采用联合滴定法厌氧污泥活性采用最大比产甲烷速率法pH值用酸度计测量结果与分析循环比对内,外循环厌氧反应器pH值分布的影响试验分别在号和号反应器的个不同运行负荷阶段(kgCODmd和OkgCODmd)考察了循环比(R)对循环厌氧反应器pH值分布的影响图a和图b分别为号和号反应器在种负荷状态下,不同循环比条件下反应器沿程pH值,VFA(挥发性有机酸)分布情况由于个反应器的试验结果有较一致的规律性,这里以号反应器的运行结果(图a)为例进行讨论从图a中可以看到,在pH值,VFA(挥发性有机酸)沿程分布在不同负荷条件下随循环比变化具有不同特征在kgCODmd负荷时,pH值梯度变化较小在无回流的情况下,反应器上,下部pH值有接近个加鲫啪mlm环境污染治理技术与设备第卷呈蚕反应器相对高度(取样孔)fb)号反应器(外循环)负荷:kgCODmd负荷:kgCODmd图不同循环比条件下反应器沿程pH值,VFA分布情况FigDistributionsofpHandVFAinreactoratdifferentcirculationproportion单位差,而在循环比为时,pH值差只有,进一步提高循环比,反应器上,下部pH值几乎均等在kgCODmd负荷时不同循环比条件下pH值分布与较低负荷时有所不同,在较小循环比情况下,反应器下部pH值较低,上,下部差值较大在循环比为时,底部pH值降为,此时上,下部pH值之差达随着循环比的提高pH值分布与低负荷时相似,上下部趋近一致种负荷条件下pH值都能在较低的循环比时使反应器内pH值达到较均衡的分布,体现了在正常运行情况下,反应器出水VFA(挥发性有机酸)较为稳定,低负荷时一直在mgL以下,高负荷时在mgL左右反应器底部VFA(挥发性有机酸)浓度随负荷率不同而相应变化,在负荷kgCODmd和kgCODm'd时,分别为mgL和mgLVFA(挥发性有机酸)沿程分布随循环比的变化则体现了较明显韵稀释特征VFA(挥发性有机酸),pH值是厌氧消化体系基质代谢结果的体现和代谢环境的保证,反映了厌氧消化体系的代谢特征pH值接近中性,VFA(挥发性有机酸)维持在相对较低的程度是保持微生物正常代谢的重要条件从以上试验结果可以看到,在循环厌氧反应器运行中,通过提高循环比可以稳定系统pH值,降低高负荷时反应器底部的VFA(挥发性有机酸)浓度这也是循环厌氧反应器能够在较高负荷条件下运行的重要原因内,外循环厌氧反应器的系统pH值调节能力为了考察外循环对反应系统pH值的调节能力,设计了系统pH值变化试验在内,外反应器中进行平行试验,同时改变进水pH值,其他运行条件相同,原水(区别于稀释,中和后反应器底部进水)COD为mgL,容积负荷为kgCODm'd,循环比为通过加盐酸来调节改变原水pH值,通过对COD去除率的分析来评价反应器的运行效果由于在循环比为时,通过多次监测,反应器中上部pH值基本一致,所以认为出水pH值为反应器内部环境体系pH值础算:xixXxx~x鼍乏m一×一原~COD,一一一…~CODio一出第d第~d(a)号(内循环)反应器(b)号(外循环)反应器图进水pH值对反应器运行状况的影响FigEffectofpHofinfluentonreactor鲫如们咖咖oc一宕吕一uOOOOO旧旧帕加a如如咖咖咖咖oc一宕吕一u第期战友:内,外循环EGSB反应器酸碱调控能力的对比试验研究图为组反应器进出水pH值变化及反应器运行状态(以COD去除率表示)结果图从图中可以看出,在相同原水pH值情况下,种系统的出水pH值变化特征有所不同从图a和图b对比可以看出,相同原水pH值条件下体系pH值外循环(号反应器)要高于内循环(号反应器),种条件下体系pH值变化趋势较为一致,二者平均差值在个单位左右,明显体现了外循环方式提高系统pH值的特点从图b可以看出,外循环体系pH值高于原水pH值,而随着pH值的降低,反应体系pH值,原水pH值之差逐步增大,在pH值原水为时,体系pH值,原水pH值之差达到,在原水pH值较低时,体系pH值一直能保持在较稳定的范围之内(,),此时反应器运行正常,COD去除率较高在原水pH值大于时,体系pH值与原水pH值之差相对减小,体系pH值随原水pH值升高而相应上升,此时反应器运行不正常,COD去除率相应降低从图a可以看出,在内循环系统,在原水pH值低于时,体系pH值高于原水pH值,而在原水pH值高于时体系pH值低于原水pH值,而且体系pH值相对较为恒定,波动幅度较小(,),但在原水pH值低于时,反应器运行状况恶化,处理效果急剧下降,pH值明显降低(此时体系pH值为酸化状态下pH值,不能反映循环中和,调整能力,故数据未列出)可见,与内循环运行方式相比较,外循环的运行方式对低pH值原水有更强的系统调节能力结论()在循环厌氧反应器内部的pH值分布上,较低有机负荷时pH值梯度变化较小较高负荷时不同循环比下pH值分布与较低负荷时有所不同在较低循环比情况下,反应器下部pH值较低,上,下部差值较大,随循环比提高而上,下部趋近一致种条件下pH值都能在循环比为时使反应器内pH值达到较均衡的分布()相同原水pH值条件下外循环体系pH值要高于内循环体系pH值,种条件下体系pH值变化趋势较为一致,二者平均差值在个单位左右循环厌氧反应器系统pH值维持在,可以较好地保障系统的正常运行,为了保证此条件,外循环运行方式对原水pH值的极限调节范围是,,内循环运行方式对原水pH值的极限调节范围是,参考文献ClarkRH,SpeeceREThephotoleranceofanaerobicdigestionAdvancedWaterPollutionResearch,,():冯孝善,方士厌氧消化技术杭州:浙江科学技术出版社,隋军厌氧消化的多相过程博士学位论文哈尔滨:哈尔滨建筑大学,江瀚,王凯军,倪文,等EGSB原理特征分析环境工程,,():DubourgierHC,ArcherDBStructureandmicrobialactivitiesofgranularsludgeAnaerobicDigestion,,():国家环保局水和废水监测分析方法(第版)北京:中国环境科学出版社,吴唯民,胡纪萃,顾夏声厌氧污泥的最大比产甲烷速率的间歇试验测试法中国给水排水,,():,左剑恶,胡纪萃,陆正禹,等厌氧消化过程中的酸碱平衡及pH值控制的研究中国沼气,,():,

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