应用于序半连续式反应器工艺的硝化和反硝化动力学研究_邵友元

应用于序半连续式反应器工艺的硝化和反硝化动力学研究邵友元1,2,KrzysztofWSzewczyk2,黄光斗1,李卫1,陈坤1(1.湖北工学院化学工程系,湖北武汉430068;2.华沙理工大学化学工程系波兰华沙00-645)[摘要]研究了序半连续式反应器中微生物生长、硝化和反硝化动力学。基于活性污泥1号模型(ASMNo.1)中的原理和结论,导出了在有氧阶段和缺氧阶段微生物生长速率,铵、硝酸盐、易生物降解基质等的反应速率及它们的物料平衡方程;对模型中的各参数进行了参数估值,即利用龙格-库塔法解常微分方程组和黄金分割法搜索最小误差;得出了数学模型中各动力学参数和化学计量系数;模型计算结果与试验值有较好的吻合。[关键词]序半连续式反应器;活性污泥法;硝化;反硝化;动力学;数学模型[中图分类号]X703　　[文献标识码]A　　[文章编号]1006-1878(2004)07-0037-03　　在废水处理领域中,生物脱氮技术,包括硝化和反硝化被认为是最经济的方式。目前,对于废水中的硝化和反硝化工艺有大量的研究文献报道。据报道,当废水中的铵NH+4质量浓度在10mg/L以上时,硝化速率为零次方反应。Okabe发现,废水高C/N比(如大于1.5)不利于硝化反应;维持C/N比小于0.25,有利于硝化反应;有机化合物和基质NH+4对硝化有抑制作用。Shammas认为,硝化工艺的最佳pH为8.0±0.5;低溶解氧浓度对硝化起抑制作用,高溶解氧浓度对硝化起促进作用,硝化过程溶解氧质量浓度一般应高于2.0mg/L。在反硝化工艺中,高浓度的硝酸盐、亚硝酸盐对反硝化菌有抑制作用,当NO3-N质量浓度高于5mg/L,反硝化速率为零次方反应,最佳C/N比为1.1,最佳pH为7～8。自20世纪70年代以来,序批式反应器(Se-quentialBatch-Reactor,简称SBR)一直是废水活性污泥处理工艺中研究的热点,目前的废水处理的主要工艺也是序批式反应器工艺。本试验旨在系统地研究序半连续式反应器(SequentialFed-batchReactor,简称SFBR)工艺中硝化、反硝化动力学、微生物的生长速率、废水中的有机物除去及反应系统中各物质的平衡。SFBR工艺是废水处理领域一个较新的研究内容,很少见有关报道。1　试验部分1.1　菌种菌种取自华沙废水处理工厂活性污泥。1.2　废水试验所用废水