升流厌氧污泥床反应器处理石灰草浆黑液___.动力学模型_杨玉杰

第17卷第4期水·尾姆才轰街1991年8月rfECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.17,No.4Aug.,191升流厌氧污泥床反应器处理石灰草浆黑液1.动力学模型杨玉杰侯杰刘兴旺赵颖(河南师大化学系,河南新乡,邮编.453002)要在流形分布模型的叁础上,建立了实验室挽模的动力学模型。发现:度水流童Q,进水COD基质浓度s0,比最大塞质降解速率八.:甘出水基质浓度5.有较大的影响。同时,讨论了在不同水力停留时间下,基质浓度S。和S。的关系,S。和基质去除率刀的关系,从中可知,反应器运行情况和截面积无关,反应器的最佳高度为4一6m,不可降解基质浓度和基质浓度之比为O。n2,最大去除率为8.78%,COD的最大去除负荷L,二为35kg/(m二d)。关锐词,升流厌氛污泥床反应器,动力学模型,灵教度分析一、前言为了更好地操作,运行UABS反应器,必须了解不同进水浓度S。,不同水力停留时间条件下的出水基质浓度,COD去除负荷L及基质去除效率叮,还要知道反应器的优化尺寸和操作条件。为此,在流形分布模型的基础上,建立了UASB动力学模型(图1)o由流形分布模型可知,UAsB反应器可分为下部完全混合的污泥床、中部的完全混合的悬浮层和上部推流式的三相分离区。且污泥床和悬浮层靠流量Q和返混流量Q,。、相连系。Q,。=Q。,=0。372Q(S。一S。)=0。372口S碑`(1)咨丫Ssr一Sr、声。一一1一`—Q图1UASB模型收摘日期.9。一08一20DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.1991.04.010246永尾理拨街17卷4期二、动力学模型1。徽退的趁立及,傲确定假定UASB反应器中基质降解符合Moond方程t`l拼=召.01S一S。K.+S一S-(2)S。=ks。对污泥床及悬浮层进行稳态基质平衡(3)QS。+Qz`S,一(Q+Q`I)S。一V`55`S`一5.召二1石产下下了一一下-n.宁O`一0.(4),。.。、。,。.。、。,,。。S`一5.气甘宁甘bl夕O一叹V十Ul`少01一yI00I召一,面二一毛.;不一一矛-几.宁0了一0.(5)当改变进水浓度或流量时,悬浮层和污泥床体积有变化。由于三相分离器的高分离效率,污泥流失少,一段时间内产生的污泥量也很少,可以认为,反应器内污泥总量保持不变。为了简化计算,假定污泥床和悬浮层污泥量也不改变。在Q=2.5L/h,S。=9。29/L的条件下测得:VbSS6=8。5x74。8=635。8(g)(6)V,S匀=19。0x23。6=448。0(g)(7)联立(1)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)fQ(S。一S`)〔1+0·372(IS一S`)〕=635·8;一{。(:。一、,。1+。.。72、:。一:。)〕二4`8.。;二:S。一ksoK。+S。一ksoS,一kst一一K:+!S一ks。(8)(9)由(9)式:S。二(E一扩Ez一4F)/2其中E=S。+SI+2.688F=52(S。+2。688)+1206召。一x把(10)式代入(8)式,并以(10)(11)S,一ks。K.+S,一ks。(12)、产nJ..二.r、自`、2,s一:{。(s。一S`)〔l+。·372`sl一s`,〕一635·8,…S。一ks。K:+S厂kso作为目标函数,用单纯形加速法z[]搜索K.、k、夕。:的优化值,使又。为最小,所用数据为表1中实验数据。17卷4期升流厌氧污泥床反应器处理石灰草浆黑液五.动力学模型247衰1出水COD和流t、进水浓度的关系S。(g/L)3!813Q(亡/右下Sr(实验位)S。(计算位)S,(计算值)31.852.6631.96464.404.403.673.0022.263X2.2961.646n甘几j几舀.勺八U`d…n乙,上,山,几户合尸Jl匕幽Uù月,nU…,二通几1ùdl搜索结果为:K.=1.7539/L,k=0.1122,2.动力学方程的结果由(9)式51=(G+材GZ+4H)/2其中G=S。+ks。一K一16.761I=1/〔Q(1+0.372(S。一S。)〕H=S。(K一ks。)+16.76IkS。由(8)式:(14)(15)(16)(17)S。=ks。+Q(S。一S。)[1+0.372(s,一S。)〕x丝止五鱼土鱼635。8产二`x(18)把(14)式代入(18)式,并以(15)式作为S。的迭代公式131,计算出S。后,代入(14)式求出sl(表1)。由图2可以得出,计算值和实验值吻合得很好。多。!/卢、产、.尹,`,.(沈产((1)实脸值(2)汁算值/咒:了ù曰\望óSǎ闷、叨à,S夕纷乡1艺3456Q(L/h)图2出水COD的计算位和实验位比较04012一6口02认’2’8而民(g/L)图3出水浓度和进水浓度的关系对应