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针对第三代厌氧反应器的现状,在上流式厌氧污泥床反应器(UASB)的基础上开发了气升式自循环厌氧反应器。该反应器具有较强的污泥持留能力,并能通过产气实现自循环;可承受较高的容积负荷,具有较高的运行稳定性。通过本课题的试验研究,得到以下初步结论:1.自行设计了气升式自循环厌氧反应器。该反应器能在63d内完成启动。启动完成时,容积负荷达到18g/L.d,COD去除率达到88%。与文献报道的UASB反应器和EGSB反应器相比,气升式自循环厌氧反应器具有启动快(容积负荷提高快)和COD去除率高的特点。2.试验了气升式自循环厌氧反应器的处理潜能。在保证COD去除率高于80%的条件下,可通过提高进水COD浓度,将容积负荷提高至24.49±0.36g/L.d,当进水COD浓度为14.40g/L、水力停留时间HRT为14h时,容积转化率和容积产气率分别达到21.31g/L.d和10.13L/L.d;可通过缩短HRT将容积负荷提高至57.00g/L.d,当进水COD浓度为5.30g/L、HRT为2.3h时,容积转化率和容积产气率达到48.15g/L.d和24L/L.d。3.考察了气升式自循环厌氧反应器的稳定性。该反应器抗基质负荷冲击的稳定性参数值为2.46~3.04;抗水力负荷冲击的稳定性参数值为1.24~1.68;两者之比为1.57~2.04。该反应器可耐受较大的pH冲击,遭到pH冲击后,运行性能可在20h内自行恢复。pH对反应器稳定性的影响大于进水COD浓度的影响,两者的稳定性参数之比为1.11。4.研究了气升式自循环厌氧反应器的动力学特性。对两个负荷试验期分别建立了基质降解动力学模型和产气动力学模型。负荷试验期Ⅰ的基质降解动力学方程为:1/X·dS/dt=1.20Se/(3.30+Se),动力学参数VmaxⅠ=1.20d-1,KsⅠ=3.30g/L;负荷试验期Ⅱ的基质降解动力学方程为:1/X·dS/dt=3.01Se/(1.63+Se),动力学参数VmaxⅡ=3.01d-1,KsⅡ=1.63g/L。通过模型验证,平均误差分别为6.71%和13.80%。荷试验Ⅰ的产气动力学方程为:1/V·dG/dt=0.055dS/dt+0.016X,动力学参数YⅠ=0.055gVSS/gCOD,bⅠ=0.016d-1;提高负荷期Ⅱ的产气动力学方程为:1/V·dG/dt=0.033dS/dt+0.008X,动力学参数YⅡ=0.033gVSS/gCOD,bⅡ=0.008d-1。通过模型检验,平均误差分别为2.21%和2.22%。