过程理论

剩余活性污泥好氧消化可能被认为是活性污泥过程的延续。图4.1说明了这个过程图形化。当可溶性底物(食物)是完全氧化的微生物种群,微生物开始消耗自己的细胞原生质获取能源维护。这一现象的

图4.1关系BOD、MLVSS、氧利用率,和养分。(从Lue-Hing et al ., 1998)。

从细胞组织获得能量,称为内源呼吸,在好氧消化的主要反应。

细胞组织氧化耗氧是二氧化碳、水、氨。随后随着消化过程的进行,氨氧化为硝酸盐。事实上,只有80%到65的细胞组织可以被氧化了。剩下的20 - 35%由惰性组件和不能生物降解的有机化合物。的材料仍然是完成后的消化过程是在这样一个低能量状态,它本质上是生物稳定。生物量结果的biooxidation残余固体的体积减少的要求处理。然而,减小体积的这个目标尚未完全实现在许多设施的问题,因为有效的消化有机固体残馀的脱水。

的第一步好氧消化过程、直接氧化降解的物质,可以通过方程说明有机物+ O2细菌>细胞材料+二氧化碳+水(4.1)

微生物的细胞群的公式是C5H7O2N。第二步,内源呼吸,可以如下公式所示(Enviroquip, 1997):

生物质能的破坏:

C5H7O2N + 5 o2 ^ 4二氧化碳+水+ NH4HCO3 (4.2)

释放氨氮的硝化作用:

NH + o2 + 2 ^ 3号+ 2 h + +水(4.3)总体方程与完整的硝化作用:

C5H7O2N o2 + 7 + 3 ^ 5二氧化碳水+硝酸溶液(4.4)使用氮作为电子受体(脱氮):

C5H7O2N + 4没有- + H2O ^ NH + + 5 hco + 2 no2(4.5)与完整的硝化/反硝化作用:

2 c5h7o2n + 11.5 o2 ^ 10 co2 + 7水+ N2和部分硝化(4.6):

二氧化碳2 c5h7o2n + 12 o2 ^ 10 + 5水+ NH + +不——(4.7)

破坏的生物质能方程(4.2),氧气用于氧化细胞团二氧化碳和水。这个反应也生产碳酸氢铵。最重要的是,是氨释放,然后结合产生的二氧化碳形成碳酸氢铵。

在第二反应[方程(4.3)],硝化氨硝酸创建和发布的2摩尔的酸度,显示为2摩尔的氢离子(H +)。因此,生物质产生的破坏1摩尔的碱度碳酸氢铵,硝化作用破坏2摩尔的碱度。完整的氧化和硝化7摩尔氧气,如方程(4.4)所示。

如果在硝酸作为氧源一样在液体流过程,反硝化作用是可能的。方程(4.5)所示:生物质+硝酸生产氨,碳酸氢氮气,碱度的形式。所以,综上所述,生物破坏和deni-trification产生碱度,硝化作用消耗碱度。

从理论上说,大约50%的碱性可以恢复被硝化反硝化。如果保持溶解氧很低(小于1毫克/升),硝化作用不会发生。因此,骑自行车的好氧消化池曝气和搅拌之间通过机械手段可以有效地最大化脱氮,同时保持pH值控制。完整的硝化-反硝化作用方程(4.6)显示了一个平衡stoi-chiometric方程。如果所有的氨释放硝化和脱氮平衡。生物质+氧气转化为二氧化碳、氮气和水,没有净消费的碱度。

经常看到,在好氧消化实际上是部分硝化;也就是说,部分氨氮被留下。该系统将硝化直到pH值下降到它开始抑制硝化细菌。这是方程(4.7)所示。这就是通常出现在许多消化器,和氨氮的混合物。这是那里的情况只是一个无关紧要的碱度美联储的污泥消化池。在缓冲能力不足的情况下,导致抑郁pH值低于5.5,可能需要饲料化学物质如石灰维护所需的pH值。

是什么时候是耗氧消化,是维持内源呼吸的主要阶段。然而,如果主要的污泥包含在这个过程中,总反应可以转移到一个漫长的阶段直接氧化降解。大部分的有机物在初级污泥成为活跃的生物质外部食物来源生物污泥。因此,需要更长的拘留时间适应的新陈代谢和细胞生长必须发生在内源呼吸条件实现。

理论上,约1.5千克每千克氧气是必需的活跃细胞群(1.5磅/磅)在nonnitrifying系统中,而每公斤约2公斤氧气的活跃细胞群(2磅/磅)硝化系统是必需的。在一个系统完成no3却(1),它提供了机会减少氧气需求(减少了17%),(2)避免碱度的消耗,因为产生的碱度在脱氮用于抵消硝化作用所需的现有碱度,和(3)和氮。第三个可能是也可能不是结果中获益。然而,前两个导致节省运营成本。

混合的氧气要求小学和激活污泥消化远高于活性污泥消化所需要的仅仅是什么,因为长时间在初级污泥氧化有机物所需。在消化过程中摄氧率取决于提要污泥的特点。浓缩污泥具有极高的摄氧速率消化过程的开始。适量的空气应该提供给蒸煮器保持固体悬浮,避免他们的沉降槽的底部。1立方米的空气供给速率/ m3-h(17每1000发生cfm)足以保持固体悬浮,尽管有些国家标准规定要求更高的空气混合(Turovskiy, 2001)。

继续阅读:系统设计考虑

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