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近年来我国的水环境压力逐渐增大,能源需求日渐增长,而厌氧消化技术不仅可以治理废水污染,还可以产生沼气能源,因此,开发新型高效厌氧反应器无疑将会有力推动我国的环境保护与新能源开发工作。螺旋对称流厌氧反应器（Spiral Symmetry Stream Anaerobic Bioreactor,简称SSSAB）是一种新型高效反应器,研究其工作特性,有助于掌握处理原理与运行规律,有助于提高反应器处理效率,并为工程应用与推广打下基础。本论文系统研究了SSSAB反应器的结构特性、流场特性、运行特性、污泥特性,主要结论如下:（1）为了研究SSSAB反应器的结构特性,本文采用数值模拟与试验相结合的方法对布水单元、螺旋反应单元、三相分离单元进行了分析。模拟结果表明:（1）布水单元中,均匀区比重随开孔数目增加而上升。（2）螺旋反应单元中,轴向流速随切割角度增大而增大,切向流速随切割角度增大而减小,径向流速绝对值很小,可以忽略不计;螺旋流区域范围随安装角度增大而减小;采用双叶片180o对称布置时,反应区内仅在上下叶片附近区域形成两个各自独立的螺旋流,采用三叶片120o对称布置时,整个区域内形成强-弱螺旋流交替的流态,采用四叶片180o对称布置时,整个区域内形成连续的强烈螺旋流。（3）三相分离单元中,回流区与死区均随着分离器结构特征参数i（i=r1/r2,r1表示三相分离器倒圆台体底面半径,r2表示SSSAB反应器反应区圆柱体半径）增大而减小。本文的结构优化参数为:布水单元采用五孔布水方式;反应单元中切割角取45o,安装角取30o,叶片采用三叶片120o对称布置;三相分离器结构特征参数i取值0.625。（4）为检验CFD模型的可靠性,本文采用氟离子示踪试验与模拟结果进行比对,验证结果表明:CFD模拟结果的死区率为15.34%,氟离子示踪试验结果的死区率为20.00%,两者的相对误差为4.66%,说明本文所建立的模型具有较佳的预测性,能够很好地表征实际的流动情况。（2）采用氟离子示踪试验的方法,研究了SSSAB反应器的流场特性。（1）阐明了不同工况下SSSAB反应器混合模型特性:分散集气管通畅以及分散集气管堵塞低负荷工况下运行的返混程度较小,趋于平推流;分散集气管堵塞时的中、高和超高负荷工况下返混程度较大,趋于全混流。（2）建立了串联釜数N与容积水力负荷L(L·L-1·d-1)和容积产气速率G(L·L-1·d-1)回归关系式:当分散集气管通畅时,N=-0.312L+0.020G+4.322（R2=0.982）;当分散集气管堵塞时,N=-0.027L-0.041G+3.942（R2=0.986）。（3）分析了SSSAB反应器的效率特性:反应器总死区率与水力死区率随水力停留时间HRT的减小逐渐增大;反应器空速随串联釜数N的增加逐渐增大,但幅度逐渐减小。（3）为考察SSSAB反应器对有机废水的处理效果,以蔗糖溶液模拟高浓度废水进行负荷试验。负荷结果表明:（1）SSSAB反应器的启动时间仅为25天,具有快速启动特性;在进水基质浓度为20.070kg·m-3,水力停留时间为2.7 h时,容积去除率达到最大,可达118.293kgCOD·m-3·d-1,居于国内外文献报道前列;SSSAB反应器具有较好的稳定性能,但稳定性随容积负荷的增加而减弱。（2）通过正交试验方法分析了各操作条件最优水平组合为:温度35℃,C:N:P=250:5:1,微量元素1.0 ml·L-1,pH=7.8。各操作条件对反应器容积去除率的影响程度从大到小依次为:温度、pH、C:N:P、微量元素。（4）研究了SSSAB反应器中颗粒污泥的时空分布特性。（1）第120天,TSS、VSS、VSS/TSS达到峰值。污泥浓度从下到上逐渐降低,稳定性逐渐增强,TSS、VSS、CV值逐渐递减。（2）第110天,颗粒污泥的凝聚性能最佳。反应器中颗粒污泥的凝聚性和稳定性从下到上逐渐增强,Zeta电位逐渐递减,接触角逐渐递增,钙镁离子含量逐渐递增,CV值逐渐递减。（3）第120天,颗粒污泥的沉淀性能最好。反应器中颗粒污泥的沉淀性和稳定性从下到上逐渐增强,粒径与密度逐渐递增,CV值逐渐递减。（4）第120天,比产甲烷活性SMA达到峰值。反应器中的污泥产甲烷活性和稳定性从下到上均逐渐增强,SMA值逐渐增加,CV值逐渐递减。