本章介绍了具有传统衰减的简单可溶性底物模型

该模型应仅适用于没有大量颗粒物有机物的废水，其主要焦点是碳氧化。它也可以应用于以硝化为目标的情况。这里的重点将是碳氧化，但读者可以将介绍的原理扩展到硝化作用，在这种情况下，底物将是氨- n，而不是可溶性的、可生物降解的有机物。一般来说，颗粒有机物在操作上被定义为将在0.45 pm孔径过滤器上保留的物质。许多胶体大小的颗粒将通过这样的过滤器，因此，在严格意义上，“可溶性”有机物可能并不都是真正可溶性的。然而，为了参数估计的目的，通常可以将第5章的模型应用于任何有机物都将通过这样一个过滤器的废水。

8.2.1数据收集

对于这种应用，测试生物反应器应该是简单的cstr生物质循环。它们应在多个srt下运行，在稳定后的稳态期间应收集以下数据:

可溶性的化学需氧量(COD) (mg/L) Sc =生物反应器可溶性COD (mg/L) XT =生物反应器总生物量COD (mg/L)

XTw =废物固体中总生物量COD (mg/L)(与

如果采用Garrett流方案，则为XT)XTl =最终出水生物质总COD (mg/L) fA =生物质活性分数V =反应器容积在曝气(L) F =进水流速(L/h) Fw =废固流速(L/h)

关于要收集的数据，有几点需要注意。为了与第5-7章的模型一致，生物量浓度以COD单位表示。它们也可以用质量单位来测量，如总悬浮固体(TSS)或挥发性，即有机悬浮固体(VSS)。如果这样做，产率Yh将有单位的TSS或VSS形成的每单位底物COD去除。在这种情况下，为了有一致的单位，当用产率计算需氧量时，必须乘以一个转换系数i，

RO，由式5.33计算。换算系数的值取决于测定生物量浓度的方法，如第2.4.1节和第5.1.3节所述。当生物量以TSS计量时，i记为i，，xiu，通常认为其值为1.20 g COD/g TSS(如表3.1所示)，除非收集到的数据另有指示。同样，以VSS测量生物量时，i记为i(>XBA，认为其值为1.42 g COD/g VSS，如表3.1所示。生物质活性组分fA是可处理性研究中最难收集的数据。因此，大多数研究都没有试图衡量它。在第8.3节中，我们将研究如何在没有这些数据的情况下估计参数。已经提出了许多测量活性分数的技术，但都是繁琐的和容易出错的。因此，它们主要用于研究环境。最直接的方法是post gate的载玻片培养技术，即在显微镜载玻片上镀上细菌并观察分裂的部分。 This works well with soluble substrates but becomes more difficult when particulate materials are present. An indirect method involves quantifying the amount of adenosine triphosphate (ATP) present per unit of biomass. It has been used successfully because the amount of ATP per viable cell is relatively independent of SRT and ATP is quickly lost from nonviable ce]ls.,1", Another indirect method involves measurement of the amount of deoxyribonucleic acid (DNA) present per unit of biomass. Like ATP, it is relatively independent of the SRT"" and is quickly degraded when cells die and lyse."

可治疗性研究期间收集的数据将用于估计|i, Ks, YH, bM和fn的值。在此过程中，我们还必须估计可溶性惰性COD, S，。由于许多描述CSTR性能的方程可以简化为线性形式，因此通常使用图形化方法来估计参数。线性变换通常会改变数据集中误差的结构，而非线性参数估计技术则是最好的。然而，由于对这些技术的解释超出了本书的范围，因此将描述线性技术。由于有些参数出现在多个方程中，因此在采用线性技术时，有必要以顺序的方式确定它们。然而，无论采用何种估计技术，重要的是要认识到从数据集中估计的所有参数都是相互关联的。因此，其中一个估计的错误将影响其他的估计。这意味着应该更多地强调参数集作为一个整体，而不是其中的任何单个值。

8.2.2 YH和bH的测定

首先要估计的参数是生物质产量， Y，”和传统的衰减系数bH。如第五章所述，Y,t的单位是每使用一毫克底物COD形成的毫克生物量COD，而bH的单位是hr '。两者都可以从式5.20的重新排列形式中得到:

对式5.20的检验表明Yn上的单位必须与Xlul的单位一致，即xh必须以COD单位来测量，才能给出COD中的YH值

单位。如前一节所讨论的，通常需要测量TSS或VSS单元中的生物量浓度。在这种情况下，Y，会有相似的单位。I或I(1)。N|1A，用于进行COD平衡。在实验研究中，测量的是总生物量浓度XT，而不是活性生物量X,i h。因此，必须使用活性分数得到X1U，:

还测量了饲料中的可溶性COD, S0”和生物反应器中的可溶性COD, S<，而不是作为底物的可生物降解COD。可降解COD的浓度由测定的可溶性COD值减去通过生物反应器的惰性可溶性COD S”得到:

然而，对于式5.20的使用，惰性可溶性COD的知识不需要，因为它抵消了:

So ~ Ss = So， - Sc (8.5)

将公式8.2和8.5代入公式5.20得到:

收集关于SRT(©J对fA, XT和Sr的影响的数据，t和S((l作为受控输入值。因此，有足够的信息来估计YH和bM。做这件事最合适的方法取决于数据中误差的结构如果误差具有常数方差，则直接应用非线性最小二乘技术而不进行变换是最合适的方法这些技术可以在商业上可用的统计软件，如SAS，，J以及许多电子表格和图形程序中使用。如果非线性最小二乘估计是不合适的，或者如果分析师没有适当的软件，那么必须使用线性最小二乘技术。线性最小二乘程序可用于大多数工程计算器以及几乎所有的电子表格和图形程序。式8.6可以线性化得到:

S0) - S< bn 11

fA-XT-T = Yh + Y^ (8'7)

(Sec， - S()/(fA•XT•t) / 1/(m)l的曲线将得到一条斜率为1/YH的直线，纵坐标截距为bn/Yn-如图8.1所示。

如果在没有生物质分离器的cstr中进行研究，则(H\和t将相同，必须使用式5.21:

x，， " - Y"(Sr'. "Ss) (5.21)

继续阅读:现存的动力学

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