正交试验确定厌氧序批式反应器最优工艺参数_厌氧反应器
摘 要：目的：明确各因素对处理效果影响的主次顺序，在室内模拟实验条件下对厌氧序批式反应器中温条件下最佳工艺运行参数进行研究。方法：利用正交试验设计研究各因素对COD去除率的影响，优化了中温条件（35�?℃）下厌氧序批式反应器运行条件。结果：正交试验结果表明，中温条件下搅拌频率对COD去除率影响最为显著；最佳工艺参数组合为：周期为36h，进水量 为1L，搅拌频率为2min/2h，进水COD浓度为14000mg/l；结论：该研究为该类实际废水有效处理中的工艺控制提供了理论依据。
关键词：正交试验 ASBR 垃圾渗滤液 最佳工艺运行参数
中图分类号：X705 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）007-107-02
垃圾填埋引发的主要环境问题之一是渗滤液造成的污染，对填埋场渗滤液进行有效处理是实现城市垃圾无害化的关键。垃圾渗滤液是一种危害较大的高浓度有机废水，同时也是一种处理难度较大的废水。目前在垃圾渗滤液处理中所采用的厌氧反应器多为普通消化池、AF、UASB 等，这些工艺存在运行效果不稳定，占地面积大，投资费用高以及操作不方便等问题。因此，近年来兴起用ASBR预处理垃圾渗滤液。
厌氧序批式反应器(Anaerobie Sclueneing Batch Reaetor简称ASBR) 是20世纪90年代美国Iowa州立大学RichardRDague教授提出并发展起来的一种新型高效厌氧反应器，随着近年来国内外对ASBR预处理垃圾渗滤液研究的重视，各国学者对其可行性、处理效果及影响因素方面已有较全面的研究。但对于组分复杂、有机物浓度高的垃圾渗滤液在何种条件下使之处理效果最佳方面的研究却鲜有人涉及。因此，本文采用正交试验设计，通过室内模拟试验、理论方法探讨各因素对ASBR处理效果影响的主次顺序，确定最优运行工艺条件，以期为该类实际废水有效处理中工艺控制提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验进水为混合水质（不同进水浓度由渗滤液与生活污水按不同比例配制而成）。渗滤液为室内模拟厌氧填埋柱的渗滤液，模拟填埋柱内的垃圾采集自大学垃圾中转站。垃圾经简单破碎分选后填入填埋柱中。从厌氧填埋柱排出的渗滤液呈深灰色，CODCr浓度在8000～20000mg/L范围内。生活污水来自于学生宿舍和学生食堂污水配水井，CODCr浓度在500～750mg/L范围内。
本试验的接种污泥采用成都市某污水处理厂厌氧消化池内低有机负荷常温污泥，含水率为96.85%，VS/TS为63.6%。
1.2 测定方法
CODcr：重铬酸钾法（CJ/T3018.12-1993）；pH：玻璃电极法（CJ/T 3018.10-1993）；VFA和碱度均引用城镇建设行业标准（CJ/T 221-2005）城市污水处理厂污泥检验方法中的测定方案。
1.3 正交试验设计
本试验采用L9(34) 多指标正交试验方案，以COD去除率和出水VFA浓度作为评定指标，选取周期、进水量、搅拌频率以及进水COD浓度4 个因素进行研究，同时辅助监测NH3-N、碱度和pH，以确保反应器的正常运行。正交试验因素与水平见表1。
2 结果与分析
2.1 正交试验结果
按正交试验设计进行了9个试验，测得COD去除率结果见表2。
2.2 正交实验结果分析
2.2.1 极差分析
由表2、3 可知，ASBR运行的最佳组合为A2B1C2D3；各因素对COD去除率的影响依次是：搅拌频率＞周期＞ 进水量＞ 进水COD浓度。
2.2.2 方差分析
考虑到试验中的误差，取�%Z = 0. 05，F0.05( 2，8) = 4.46，来检验各因素的显著性。由表4 可知，从COD去除率来考虑，搅拌频率达到了显著水平。这与极差分析中因素搅拌频率为主要因素的结论一致。取组合A2B1C2D3为最佳组合。
注：※表示各因素对所对应指标的影响达到显著水平( �%Z = 0.05)。
2.3 正交试验结果验证
由上述试验结果极差分析可知，采用组合A2B1C2D3时ASBR对COD的去除率为最佳。随后我们将进行3 次重复试验进行验证。验证实验中，采用COD去除率作为评价指标所得最佳条件A2B1C2D3其平均去除率在96.95%左右，与正交试验结果相仿，因此，我们得到中温条件下ASBR最优工艺参数，即：周期为36h，进水量为1L，搅拌频率为2min/2h，进水COD浓度为14000mg/L。
3 结论
利用正交试验对影响厌氧序批式反应器COD去除率的多个因素进行了优化组合，确定出最佳参数组合：周期为36h，进水量 为1L，搅拌频率为2min/2h，进水COD浓度为14000mg/L；4 个因素对COD去除率的影响顺序为：搅拌频率＞周期＞ 进水量＞ 进水COD浓度。
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