活性污泥法动力学模型解析_2_PF型反应器_杨开

活性污泥法动力学模型解析_2_PF型反应器_杨开第24卷第11期2002年11月武汉理工大学学报JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.24No.11Nov.2002文章编号:1671-4431(2002)11-0045-04活性污泥法动力学模型解析(2)—PF型反应器杨开贺佳杰(武汉大学)摘要:导出与分析了不同混合条件下,各类活性污泥生物反应器的动力学模型。以此为基础,模拟了不同活性污泥法的动力学过程,并讨论了计算结果。研究结果表明,在相同的条件下,推流型反应器(PFR:Plugflowreactor)性能优于完全混合型反应器(CSTR:continuousstirredtankreactor),但这一差别随反应时间的增加而减少,4阶以上的CSTR性能与PFR相接近。分析表明,在做CSTR的设计计算时,不能同时设定污泥龄或出水基质浓度。同时,污泥龄不宜直接用于计算PFR。关键词:活性污泥法;生物反应器;动力学模型;混合类型中图分类号:TU375文献标识码:A收稿日期:2003-03-05.作者简介:杨开(1959-),男,教授;武汉,武汉大学土木建筑工程学院(430072).笔者所撰“活性污泥法动力学模型解析(1)——CSTR型反应器”[1]一文推导了CSTR型活性污泥反应器的动力学模型。将继续推出PF型活性污泥反应器的动力学模型、求出这两类模型的模拟数值解并作对比分析。1动力学模型及其解PF型活性污泥反应器系统如图1。在以下推导过程中,各符号意义同文献[1]。列出微元dV=Adz(dz→0)内有机物基质物料、生物量、需氧量平衡方程Q(1+R)S-Q(1+R)(S+dS)+rsdV=0(1)Q(1+R)X-Q(1+R)(X+dX)+rxdV-KdXdV=0(2)dOd=-a′Q(1+R)dS+b′XdV(3)式中,rx=_X,rs=-rxYg。令dt=dvQ(1+R),即混合液在微元内的水力停留时间,相应地混合液在整个反应器内的水力停留时间为f=VQ(1+R),代入Monod方程式(_=_mSKs+S)整理后得dSdt=-_mYgSKs+SX(4)dXdt=_mSKs+SX-KdX(5)1(1+R)QdOddt=-a′dSdt+b′X(6)若已知各参数,即可联立求解一阶微分方程组式(4)、式(5)在区间[0,f]内的一组的数