摘要: 在冷态模拟条件下, 采用脉冲刺激响应技术, 运用轴向扩散模型和多釜全混流反应器串联模型研究了超高效螺旋式厌氧反应器的流态.结果表明: 低负荷下超高效螺旋式厌氧反应器的流态趋于平推流(分散数D /uL < 0. 2, 串联级数N y ] ); 超高负荷下流态趋于全混流(D /uL\0. 2, Ny 1) . 反应器内总死区平均值为27. 99%, 其中, 生物死区平均值为6. 98%, 水力死区平均值为21. 01%. 水力死区( Vh )与容积水力负荷( L )和容积产气速率(G )之间满足关系式: Vh = 0. 7603L + 0. 1627G - 4. 0620, 容积产气速率对水力死区的影响大于容积水力负荷. 超高效螺旋式厌氧反应器流态的适宜范围相当于等容多釜串联级数N [ 3. 01. 最后提出了兼顾反应器传质效果和容积效能的控制措施.
以膨胀颗粒污泥床反应器( EGSB) (郭婉茜等,2008)和内循环反应器( IC ) ( Pereboom et al. , 1994)为代表的第三代厌氧流化床反应器因具有高效性、稳定性和经济性的特点而备受青睐, 从而引领了新一代超高效厌氧生物反应器(以工程上已达到的最高容积负荷为标准, 将容积COD 负荷超过40kg#m- 3# d- 1的反应器称为超高效厌氧生物反应器)的纵深发展. 本课题组自主研发的螺旋式厌氧生物( SPAC )反应器(郑平等, 2008)的重要特征之一在于反应区设置螺旋板内构件, 优化流场, 提高了反应器容积效率(陈小光等, 2008) . 经运试, 其容积COD 负荷高达306 kg#m- 3# d- 1, 容积水力负荷高达15. 3 kg# m- 3# d- 1, 容积COD 去除率高达240kg#m- 3# d- 1, 容积产气速率高达131 kg#m- 3# d- 1 (陈建伟等, 2008) . 作为超高效厌氧生物反应器, SPAC反应器具有诱人的应用前景. 流态是反应器内部混合液的流动状态, 它关系到反应器中的液体混合与传质, 直接影响反应器的高效性和稳定性. 因此, 本文通过测定示踪剂在反应器中的停留时间分布, 运用轴向扩散模型和多釜全混流反应器串联模型, 研究超高效螺旋式厌氧生物反应器的流态特性, 以期揭示其高效机理, 便于工程化开发.