微污染原水生物硝化过程动态模型及其应用

第34卷第8朗2006年8月同济大学学报(自然科学版)JOURNALOFFONGJIUNIVERSITY(NATIAI，SCIENCE)Vo1．34No．8Aug．2006微污染原水生物硝化过程动态模型及其应用徐斌，高乃云，胡晨燕，夏四清(同济大学污染控制与资源化研究国家熏点实验室，上海200092)摘要：采用考虑最小基质浓度的Michaelis—Menten方程，建立了原水生物硝化氨氮去除速率动力学模型．根据反应器物料平衡原理，建立了多级完全混合式原水生物预处理硝化反应器动态模拟模型，模型计算值与实际中试运行效果较为一致．利用建立的动态模拟模型，考察了水量、进水氨氮浓度、填料比表面积、池体填料填充率、反应器级数及各级池体体积分配对整体工艺运行效果的影响，其中填料比表面积和填充率的变化为影响处理效果的最重要因素．该模型较好地反应了工艺硝化的过程，可方便应用于工艺的设计、控制和管理．关键词：生物预处理；硝化；动态模拟；移幼床生物膜反应器；模型控制中图分类号：X506文献标识码：A文章编号：0253—374X(2006)OS一1055—06DynamicSimulationModelofBiologicalNitrificationandItsApplicationtoPre--treatmentofMicro--pollutedRawWaterXUBin，GAONaiyun，HChenyan，XIASiqing(StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse，TonNiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：AccordingtotheequationofMichaelis—Menten，whichtakestheminimumammonianitro—genconcentrationintoconsideration，therelationshipbetweenammonianitrogenconcentrationsandammonianitrogenremova1rateshasbeenbuilt．Thenitrificationdynamicsimulationmodelsofmulti—stageCSTRreactorareconstructedinthispaperconsideringthenitrifyingkinetics．Theresultsofthesemodelsareveryclosetothepilot—scaleexperimentalresults．Basedonthesemodels，theinfluentflow，ammonianitrogenconcentrationofinfluent，specificsurfaceareaofmedium，stuffingrateofmedium，stagenumberofthereactor，anddifferentvolumeratiobetweenstagesofthereactorareusedtoinvestigatetheinfluenceonthewholetreatmentsystem．Simulationresultshowsthatthespecificsurfaceareaofmediumandstuffingrateofmediumarethemostimportantfactorsinthissystem．Itcanbeconcludedthatthedynamicsimulationmodelsrepresentthenitrificationprocessofthesystemeffectively，whichcanbeusedtodesign，controlandmanagethepracticaloperationofnitrificationprocess·Keywords．biologicalpretreatrnent；nitrification；dynamicsimulation；mobilebedbiologicalreactor(Ⅳ【BBR)；mode1control收稿日期：2005一O1—19基金项目：国家“八六三”高技术研究发展计划资助项目(2002AA601130，2004AA649410)作者简介：徐斌(1976一)，男，江西丰城人，工学博士．E．mail：tjwenwu@mail．tongji．educn维普资讯http://www.cqvip.com同济大学学报(自然科学版)第34卷原水中的氨氮是目前生物预处理最主要的对象之一．实践证明，在较短水力停留时间条件下，充分利用亚硝化菌和硝化菌的生物代谢作