SBR法短程硝化动力学分析_张英慧

第14卷第2期2011年4月西安文理学院学报:自然科学版JournalofXi,anUniversityofArts＆Science(NatSciEd)Vol.14No.2Apr.2011文章编号:1008-5564(2011)02-0038-04收稿日期:2011-01-10作者简介:张英慧(1983—),女,内蒙古赤峰人,广西建筑科学研究设计院助理工程师,硕士.研究方向:废水生物处理技术.SBR法短程硝化动力学分析张英慧1,赵海燕2,赵剑强3,黎圣1(1.广西建筑科学研究设计院,广西南宁530011;2.湖北省公路工程咨询监理中心,湖北武汉430030;3.长安大学环境科学与工程学院,陕西西安710065)摘要:针对实验室中SBR短程硝化反硝化工艺的硝化动力学进行研究分析.通过维持反应器内水温不变,合理控制溶解氧浓度和氨氮浓度等反应条件,并应用MATLAB编程,分析大量实验数据,求出其动力学参数,最后得到短程硝化动力学方程.关键词:SBR;短程硝化反应;硝化反应动力学;MATLAB编程中图分类号:X703.1文献标识码:AAnAnalysisofKineticsModelforShort-cutNitrificationinSBRZHANGYing-hui1,ZHAOHai-yan2,ZHAOJian-qiang3,LISheng1(1.GuangxiResearch＆DesignInstituteofBuildingScience,Nanning530011,China;2.HubeiRoadEngineeringConsultancy＆SupervisionCentre,Wuhan430030,China;3.SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,Chang'anUniversity,Xi'an710065,China)Abstract:Inthisstudy,weanalyzethenitrificationkineticsofshort-cutnitrification-deni-trificationprocessinlaboratorySBR.Throughmaintainingthetemperature,reasonablecontrol-lingofreactionconditionssuchasthedissolvedoxygenconcentrationandammoniaconcentra-tion,andapplyingMATLABprogrammingtoanalyzeabundantexperimentaldata,weobtainthekineticparameters.Thekineticequationofnitrificationwasobtained.Keywords:SBR;short-cutnitrification;nitrificationkinetics;MATLABprogramming在一切生化反应过程中,由于微生物的新陈代谢活动,底物被降解、转化,而微生物本身不断生长、繁殖和死亡.底物量的减少和微生物量的减少和微生物量的增长是和反应器内存在的底物浓度以及微生物浓度有关,这个关系就是生化反应动力学所要研究的内容[1].其中莫诺特(Monod)方程是目前废水生物处理工程中比较常用的微生物增长动力学关系式.SBR法短程硝化反硝化脱氮工艺中的动力学研究,将分为短程硝化、短程反硝化动力学两部分研究.相对于传统硝化过程,短程硝化工艺减少了由亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐氮的过程,因此该工艺的动力学模型及参数必然有自身的特点.尽管很多学者对短程硝化技术进行了研究[2-3],但是针对短程硝化工艺进行动力学研究至今还是很少有报道.本文在前期试验研究的基础上,并结合前人所建立的经典生化反应动力学方程,进行短程硝化动力学研究,有利于第2期张英慧,等:SBR法短程硝化动力学分析实现废水生物脱氮处理系统数学模型的构建,以及为实际工程提供准确的工艺参数.1硝化反应动力学参数的确定在试验研究的基础上,并结合前人所建立的经典生化反应动力学方程,对短程硝化反应动力学模式进行了推导,硝化反应动力学模式的推导流态属于完全混合式,氨氮随时间不断变化的非稳态SBR法短程硝化过程反应动力学方程式:dSNH/dt=-1YA·μA·SNHKA,NH+SNH·S0KA,O+S0·M·X(1)式中:YA—硝化菌产率系数;即硝化菌每利用1kg氨氮所合成的硝化菌kg数;μA—硝化菌最大比增殖速率,h-1;SNH—SBR硝化过程中不同时刻氨氮浓度,mg·L-1;KA,NH—氨氮的饱和常数,为当μ硝化=1/2μA时的氨氮浓度,也称之为半速率常数,mg.L-1;KA,O—溶解氧饱和常数,m