曝气生物流化床反应器同步硝化反硝化动力学分析_陈琼

铁路节能环保与安全卫生2011年第1卷第3期文章编号:2095－1671(2011)03－0140－04曝气生物流化床反应器同步硝化反硝化动力学分析陈琼1，水春雨1，许继轲2(1.北京中铁科节能环保新技术有限公司，北京100081;2.西安铁路局北站工程指挥部，陕西西安710021)收稿日期:2011-05-06;修订日期:2011-05-17作者简介:陈琼(1983—)，男，山西大同人，硕士，从事铁路环境工程技术工作。摘要:采用4级串连曝气生物流化床反应器处理动车集便器高氨氮粪便污水，对反应器同步硝化反硝化脱氮动力学进行分析，建立反应器同步硝化反硝化的动力学模型，并对试验数据进行拟合，求解出动力学模型参数，为反应器的优化设计提供支持。关键词:曝气生物流化床;同步硝化反硝化;动力学中图分类号:X703文献标识码:B1概述采用4级串连曝气生物流化床反应器处理高氨氮浓度、低碳氮比的动车集便器粪便污水，HRT3d，DO2.5mg/L，水温20℃，进水氨氮、TN质量质量浓度分别为3314.4mg/L、5422.7mg/L时，氨氮、TN的去除率分别为99.8%、84.1%，出水氨氮低于10mg/L，在好氧曝气生物流化床反应器中，实现同步硝化反硝化脱氮。以第1级反应器为例，在分析探究曝气生物流化床实际运行机理基础上，根据试验数据，对反应器同步硝化反硝化动力学进行了分析。2同步硝化反硝化动力学数学模式进行模型推导时，主要的假设条件如下:(1)在反应周期内，单位容积填料的微生物量恒定，硝化细菌和反硝化细菌的数量保持不变，性质稳定，不随时间变化。(2)反应器内混合液处于完全混合状态。(3)反应器中氨氮的去除完全由硝化作用引起的，忽略整个过程中的同化作用。(4)硝化反应和反硝化反应同时进行且互不干扰，并符合Monod模型。基于以上假设的理想状态，对反应器同步硝化反硝化反应动力学模型展开推导。2.1硝化反应动力学在硝化过程中，自养菌氧化氨氮可形成NO－2-N，并合成新的细胞物质;同时，自养菌也可氧化氨氮形成NO－3-N并合成新的细胞物质，且认为NO－2-N全部被氧化成NO－3-N，因此硝化反应总反应式如下:NH+4-N+1.86O2+1.9HCO－3→0.02C5H7NO2+0.98NO－3+1.04H2O+1.88H2CO3从硝化反应总反应式可以看出，每氧化1mol氨氮可以生成0.9