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影响循环移动载体生物膜反应器性能的因素分析

2017-08-04 01:26 摘要：对循环移动载体生物膜反应器进行了研究。通过改变循环移动载体膜生物反应器的结构尺寸，研究了反应器内氧转移系数变化。研究结果认为在反应器的升、降流区面积之比为2/3，挡板上方液面高度和底隙高度均为25mm，填料的填充比为50%时，氧转移效率最高。
关键词：生物膜反应器 填料 氧转移系数 污水处理 a study of factors affecting performance of circulated moving carrier bio-membrane reactor　　abstract:changes of oxygen transfer coefficient were studied in a test of circulated moving carrier bio-membrane reactor(cmcbr)by changing the design and size of the cmcbr.it was shown by the result of the test that the oxygen transfer coefficient was the highest when the ratio of the area of the flow-increasing zone of the reactor to that of the flow-decreasing zone was 2/3,the height of the liquid level above the baffle plate and the height of the bottom clearance were both 250mm and the filling ratio of filler was 50%.
　　key words:bio-membrane reactor;filler;oxygen transfer coefficient;wastewater treatment　　循环移动载体生物膜反应器是对传统移动载体生物膜反应器进行改良后的一种新型工艺。在本工艺中，表面附着生物膜的填料在反应器内循环移动，使水流与填料充分接触，消除死角与沟流，达到高效处理有机废水的目的。该工艺具有生物量高、能连续运行、无堵塞且不需反冲洗等特点。作为好氧生物污水处理工艺，氧转移效率的高低直接影响着反应器的处理效率和能耗的高低，对本工艺而言，反应器的结构和操作参数对反应器的充氧能力有着直接、关键的决定性作用。本文结合模拟反应器实验数据，在理论分析的基础上探讨了合适的反应罪结构和操作参数的选取范围。1 实验装置及实验方法　　影响反应器充氧性能的结构和操作参数主要为反应器升流区与降流区截面积之比、挡板上方的液面高度和底隙高度、曝气量和填充比的大小等，根据实际运行的移动床反应器的结构特点，本实验确定了如下实验装置和实验方法。 内容来自www.nseac.com
1.1实验装置　　图1所示为本试验中采用的循环移动载体生物膜反应器实验装置，外形尺寸为l×w×h=1000mm×250mm×1400mm，由反应区和沉淀区两部分组成。反应区有效水深为1.2m，有效体积为172l，由导流隔板将其分成升流区和降流区。内装cls-ⅲ型空心圆柱填料(密度约为0.96g／cm3，比表面积为350m2／m3)，由微孔曝气管在升流区进行曝气充氧，造成升流区和降流区污水的密度差，从而使液体夹带着填料在反应器中不断地循环移动。
1.2 实验方法
　　在不同的结构和操作参数条件下，在进水中加适量na2s03和催化剂cocl2，使移动床中的溶解氧降为零，通人空气，同时将溶解氧测定仪放人反应器中，每隔一定时间测定溶解氧的变化，根据ln(cs—c)与时间的直线关系，其斜率即为氧转移系数[1]。
　　本实验所测定的数据均为清水实验数据，由于移动床反应器内水的流态大致符合完全混合的特征，反应器内务区域水的物理和化学性质相差不大，因此使用清水实验数据得出的结论同样适用于污水实验，也可用于实际生产。2 实验结果及理论分析2.1 升、降流区截面积之比(ar／ad)对充氧能力的影响
　　理论分析认为：当较小时ar／ad，升流区的流速快，导致气泡聚并，而且进入降流区时液体降流速低，不足以将气泡携带进入此区，因此降流区溶解氧浓度变小；当ar／ad较大时，升流区液流速度较慢，气泡聚并的机会减少，溶解氧变大。但若ar／ad过大，气泡在溶解到液体之前逃逸液面的机会增多，导致降流区的溶解氧浓度急剧下降，反应器总溶解氧量也会略有下降。当曝气量为0.75m3h，ar／ad取不同值时反应器内降流区混合液溶解氧含量比较见表1。