生物膜法A_O工艺A段脱氮动力学研究_杨青

者声。;袖咐睁ShnaghaEivnironmentalSeienese2001年第20卷第3期生物膜法A/O工艺A段脱氮动力学研究StudyonDenitrifietaionKinteiseint卜eAnoxic/OxgyenicBiologicalFlimPorseeS杨青甘树应陈季华(东华大学环境工程学院,上海200051)YangQingGanShuyingChenJihua(EnvironmentalSeience&EngineeringCollegeofDongHuaUniversity,Shanghai200051)摘要研究了生物膜法刀。工艺A段的动力学模式。根据在碳源充足时,反硝化速率和硝酸盐浓度呈零级动力学反应,从理论得出:___._._、,、___,_一__fdF、._一__,_~_、二L_.`L_~~_、,一二~。…dF.`二一一二一_L二~`~A段v~、X变化不大,膜单位面积传质速率!牛}与基质浓度无关,与生物膜厚度(占)成正比,推导出牛=k产廿C。一C。,动力学参数’“一’一’一’一’一’一一””一’一’戈dt少-一”’---一’-一一`---一’--一一’一一’dtk,=涯玩瓜灭表明A段No;一N去除率与进出水浓度差的平方根和填料表面积成正比。并通过试验求出动力学系数,Kl=.0”`6。关健词:膜法A/O工艺动力学模式填料比表面积,前言A/O法脱氮工艺是前置式反硝化生物脱氮系统,具有流程简单,无需外加碳源等优点。A/0系统按微生物在工艺过程中所处的状态,分为悬浮污泥法和生物膜法两大类,膜法较泥法增加了池内的生物量,且更耐冲击负荷.目前,此生物处理系统大多根据经验数据进行设计和运行,本文从理论上建立数学模型,并确定模型参数,以便更合理有效地指导该工艺的设计。在膜内进行生化反应。建立模型的假设条件:(1)A段反应器为完全混合式,NO二一N无纵向浓度梯度;(2)废水沿生物膜面流速高,忽略液膜扩散阻力;(3)生物膜为均相膜,密度恒定。主体流ZA/O工艺流程及实验装置扣勺工艺流程如图所辰实验装置中,高位水箱、缺氧池(15L)、好氧池(45L)及沉淀池(竖流式、9.5L)。均采用有机玻璃制成。缺氧池和好氧池中均挂有半软性复合填料。{尸尸尸1一原水箱;2一进水泵;3一流量计;4一高位混合水箱;5一搅拌器;6一缺氧池(A段);7一好氧池(O段);8一填料;9一沉淀池;10一回流水泵;11一污泥回流泵图,实验装且示愈Figure1SehematiediagramofexPerimentalequiPment图2Figure1.6完全混合反应器生物膜模型2Modelofbiologiealfilmof3A段《缺氧池)反应动力学水流沿生物膜表面流动,界面NO至一N浓度为0C,一NO二一N在横向浓度梯度推动下,向生物膜内扩散,并学eomPletelymixedreaetor在生物膜内取一微元,建立物料衡算方程式〔”:第一作者杨青,女,1975年生,1998年毕业于中国纷织大硕士。一149一生物膜法A/O工艺A段脱氮动力学研究杨青阵人微元)一阵微元排1一「微元内月=障元内基L的基质」L出的基质」L除的基剑L质净变化(1)根据费克分子扩散定律,通过表面A的传质速率与NO至一N浓度梯度成正比:劳伦斯和麦卡蒂于1970年将基质利用速率(v)与微生物浓度(C)及微生物周围的基质浓度(X)联系起来,提出下式:1dCC一吧叮—二V~__—Xdt’一k。+C(3)aF_aC代,-=一A口-~``dtdl(2)因此生物膜去除No二一N速率可由(3)