【技术实现步骤摘要】
一种确定两阶段厌氧系统反应区或反应器体积参数的方法
[0001]本专利技术属于厌氧处理
，具体为一种确定两阶段厌氧发酵系统中水解产酸和产甲烷反应区或反应器体积参数的方法。
技术介绍
[0002]厌氧发酵作为一项成熟的废弃物和污水处理技术，已经得到了广泛的应用。两阶段厌氧发酵或者两相厌氧发酵系统通过将水解产酸和产甲烷阶段独立在两个条件不同的反应区或反应器中，使各阶段的功能微生物代谢效率最大化，从而提升有机废弃物厌氧转化的总体效率。因此两阶段厌氧发酵系统相对于传统单阶段厌氧发酵具有更好的处理效果，受到学术界和工程界的广泛关注。但是目前两阶段或两相厌氧发酵系统中水解产酸和产甲烷阶段反应区或反应器体积比例缺乏明确的计算设计方法，在研究和实际工程中难以很好地耦合两个功能阶段，实现物料转化效率最大化。两阶段厌氧发酵反应系统的中的水解产酸与产甲烷反应区或反应器难以达到各自最佳的运行状态，也就是设计出来的两阶段厌氧发酵系统中的水解产酸阶段与产甲烷阶段很容易存在有效工作空间不足或者浪费的情况。如果水解产酸阶段工作空间不足，则不能在进入产...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种确定两阶段厌氧系统反应区或反应器体积参数的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1、通过批试实验确定物料水解产酸与产甲烷特性；通过实验室内小规模、短时间的批试实验，确定拟用于两阶段发酵处理的实际物料依次完成水解产酸和产甲烷所需时间、延滞期、产气潜力和有机物去除效率；再通过物料转化时间与两阶段厌氧系统反应区或反应器反应区或反应器水力停留时间和体积之间的比例关系确定水解产酸反应区或反应器反应区或反应器与产甲烷反应区或反应器反应区或反应器的水力停留时间比例和体积比例；批试实验结果与反应区或反应器反应区或反应器水力停留时间和体积的换算关系如下：其中，BHP是水解产酸批试实验，BMP是产甲烷批试实验；T
BHP
为水解产酸批试实验中，物料水解产酸所需时间，单位为h；T
BMP
为产甲烷批试实验中，产甲烷所需时间，单位为h；HRT1为水解产酸阶段反应区或反应器反应区或反应器中的水力停留时间，单位为h；HRT2为产甲烷阶段反应区或反应器反应区或反应器中的水力停留时间，单位为h；V1为水解产酸阶段反应区或反应器反应区或反应器体积，单位为L；V2为产甲烷阶段反应区或反应器反应区或反应器体积，单位为L；X1和X2分别为水解产酸和产甲烷反应区或反应器反应区或反应器构型的体积修正参数；D为产甲烷反应器的进料浓度与水解产酸阶段的出料浓度之比；水解产酸批试实验和产甲烷批试实验的物料类型、发酵浓度、物料来源与拟用于两阶段厌氧发酵系统的物料一致；水解产酸批试实验和产甲烷批试实验的发酵条件也与拟设计的两阶段厌氧发酵系统的运行条件一致；批试实验中产甲烷批试实验BMP的底物是水解产酸批试实验BHP结束后的发酵物；步骤2、通过微生物生长动力学计算得到水解产酸过程和产甲烷过程功能微生物在不同类型反应器中的生长分布特点，进而确定水解产酸过程和产甲烷过程功能微生物所适应的反应区或反应器反应区或反应器需具有的特点；所采用的微生物生长动力学计算模型如下：其中，θ
cmin
为微生物细胞平均最小停留时间，单位为d
‑1；Y为细胞产率，单位为g细胞/g COD；k为比底物利用率，单位为mg COD/g VSS/d；K
s
为半饱和常数，单位为mg COD/L；S0为进水中的底物浓度，单位为mg COD/L；b为比细胞衰减速率，单位为d
‑1；其中的动力学参数k、Ks、b由现有文献已知；Y通过微生物生长半反应方程的吉布斯自由能计算所得，水解产酸微生物Y为0.03
‑
0.4，单位为g细胞/g COD；产甲烷微生物Y为0.01
‑
0.2，单位为g细胞/g COD；底物浓度S0根据两阶段厌氧发酵代谢途径中底物、中间产物、终产物之间的转化率计算而得，也能够取实验或经验所得具体数据；由于反应区或反应器平均污泥停留时间SRT小于θ
cmin
时，对应的微生物能在该反应区或
反应器中正常生长；而当平均污泥停留时间SRT大于θ
cmin
时，对应的微生物则会随污泥一起被冲出反应区或反应器；因此，由以上微生物生长热动力学计算可知平均污泥停留时间SRT较小的反应区或反应器就能够满足水解产酸微生物的正常生长代谢，而产乙酸和乙酸营养型产甲烷微生物适合在平均污泥停留时间SRT较大的反应区或反应器生长；步骤3、结合实际物料理化特点、运行环境选取于两阶段厌氧发酵系统中水解产酸反应区或反应器和产甲烷反应区或反应器...
【专利技术属性】
技术研发人员：司哺春，唐帅，蒋伟忠，
申请(专利权)人：三亚中国农业大学研究院，
类型：发明
国别省市：
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