信息Kgl

\

M \

\

IOO \ VSO \ 25

\ -Srn

- 10

- - -

\

\

推荐- - - - - -

\

我v

c * / K = 95{空气)

\ \ X

/ \ V c * / K = 475 (O2 j * *

图11.2无量纲的影响意味着保留时间Da = | maxtR和无量纲饱和浓度c * / K”= 95(空气)和475(纯氧)无因次废水底物浓度S / KS。常数参数:莫= S0 / k = 10, nR = 0.45, = 3, Sm = 25。

活性污泥模型1 (ASM)

这个模型描述了有氧的相对复杂的过程,从城市污水除缺氧C和N。它是基于Gujer的博士后工作(1985年)和工作Henze et al . (1987 a, b)。为了展示模型的基本形式,它显示为一个矩阵,只包含反应条件作为源(积极)或汇(负)。这个矩阵通常是发表没有进一步解释或只是短暂的解释(Grady et al . 1999;Henze et al . 2000年)。在本节中,我们试着给介绍提供一个更好的理解。

该模型可以适应:

•主要模型描述不同类型的反应堆配置(缺氧/好氧;好氧/缺氧)。

•模型描述不同类型的反应堆(装运箱在一个阶段或级联,平推流和轴向色散或流,见第六章)。

非常简单的矩阵表11.1中只包含三个不同的物质(细菌、底物和氧气)和只有一个进程(有氧增长hetero-trophs有机基质和删除)。ASM 1由13个不同的物质和八个不同的流程。在一开始,我们将概述这些13物质(表11.2)。

表11.2 13物质浓度的ASM 1。单位符号1 - 7:摩尔l - 1角;单位符号8:摩尔l - 1鳕鱼;单位符号9 - 12:摩尔l - 1 N;单位符号13:摩尔l - 1。

应该强调,除了容易生物降解物质党卫军,慢慢的生物可降解物质XS视为固体颗粒,它必须首先被胞外酶水解。Xj是相应的惰性有机物不能忽视,下面我们会看到。颗粒产品XP由于细菌的溶菌作用或成为不溶性固体。

表11.3总结了八个流程。

由ASM 1的矩阵模型,因此,13 13 x 8矩阵的物质的列和行八流程。

装运箱的非均衡状态,13个余额必须考虑,每一个都写在情商一样。(11.47):

dS Qm

dt V

八个不同的溶解组件(7 S + c”)和五个不同的不溶解的组件x只反应条件rSi排列的矩阵。

反应条件前要详细讨论了矩阵构造(见表11.4)。我们将开始与可溶性惰性有机物的反应条件。

表11.3 ASM的八个过程1。

不。过程

1好氧异养生物的生长

2缺氧异养生物的生长

3有氧自养生物的生长

4衰变的异养生物

5衰变的自养生物

6加氨可溶性有机氮

7颗粒有机物的水解

8颗粒有机氮的水解

表11.4过程动力学和化学计量参数的活性污泥模型ASM 1绘制在一个矩阵形式(13参数,8流程;Henze et al . 2000年)

组件fi) -

过程速率射频(ML t_1 ~ 3)

1有氧增长ofheterotrophs

2缺氧增长ofheterotrophs

3有氧自养生物的生长

457 ~ YXA / NH, YN0J / XA

4衰变的异养生物

5衰变的自养生物

6加氨的可溶性有机氮

7颗粒有机物的水解

IXB fpixi

KX + (XS / Xh) \ vKh + C”

8颗粒有机氮的水解

这种假设是一个简化了ASM 1。在现实中,这样的溶解惰性物质(降解)可以由水解或溶解的固体颗粒或其他物质或溶解它们可以吸附在固体表面上。

我= 2,SS -容易生物降解底物

1我c克钦独立组织Sno3 \党卫军

rSS = - Y - Pm», H——我——‘+’K + s) XH (11.48)

IXH / SS KS + SS \ KH + c Ki0 + c KNO + SNO3 /

rSS是有氧和COD去除率的速度缺氧的细菌。

测量的鳕鱼是:

和SS只能决定如果如果。n是pmax的比率,缺氧和H值需氧细菌(Henze 1986)。

我= 3,Xi -微粒惰性有机质rXi = 0

上面几乎相同的言论是有效的(见Sj i = 1)。然而,Xj需要fi的定义(见Eq。11.52)和描述非平衡状态的形成运输:

dXi Qm

dt V

我= 4,x -慢慢的可生物降解基质处方=(行进)kdHXH + kdAXA(行进)

形成从衰变形成的自养生物的异养生物衰变

- kH Xs / Xh + n ^■SNO3) Xh (11.51)

Kx + x / Xh \ Kh + c Ki0 + c Kno + Sno3 / ^ _v_q

裹入有机物的水解好氧和缺氧的细菌Xi fi =——(11.52)

rH, Ax由缺氧细菌水解rH, Ae水解好氧细菌

11.3模型优化活性污泥法| 279 i = 5, XH -活跃的异养生物质能

ss / c n Ki0 sNO3 X

需氧和缺氧的细菌的增长

衰变的异养生物我= 6,XA -活跃的自养生物质能rxA = Fmax, ^ - ^ ^ - ^, XA - ^ XA (11.56)

KSA + SNH4 KA + c V__J l__J

自养生物的衰亡的自养生物我= 7,XP -从生物质颗粒产品腐烂

rXP = fP kdH Xh + fpkdAXA (11-57) ^ _v_q

生产速度衰减

1 O2 / XH Kmax H - - - - - f ~ - ~啊

KSA + SNH4 ka + c

反映了耗氧量(或鳕鱼切除)好氧异养生物和auto-trophs。因此,rO2的单位是g h - m3鳕鱼。

YO2 / XH遵循:

YXH / SS + YO2 / SS = 11) (11.60)

合成代谢分解代谢

和:Y02 / xh = o / SS = xh / SS (11.61)

2哟哟v '

280 | 11造型自养硝化细菌活性污泥法的一个可以写:哟

和:

YO2 / NH4 = YO2 / NH4_N, Z YXA / NH4 (11.63)

分解代谢合成代谢以及:

YO2 / NH4_N, x = - = - = 4.57 (11.64) 2

和:Yo2 / xa = 4.57 _yxa / nh4 (11.65)

最后,方程式。(11.61)和(11.65)引入到矩阵表11.4(空间我为j = 1 = 8, j = 3)。

已经假定为硝化细菌增长(i = 6),几乎没有NO2在哪里生产,直接向氮和NO2的反硝化脱氮是不被认为是(第十章)。

x rNO3 = _ = n党卫军Ki0 SNO3 7号/ XH pmax H n————————”——XH

KS + SS Ki0 + c KNO + SNO3 ^ _ ^ _q

减少硝酸盐脱氮

+ 7号/ xa p马克斯,Tr / - xa (11.66)

KSA + SNH4 Ka + c V__1

通过硝化作用形成的

写作:

yno3 / xh =, o2 / xh (11.67)

AYO2 / nO3氧气储蓄脱氮硝化作用后,可以计算:

AYO2 / NO3 = YO2 / NH4 _ YO2 / NO3 (11.68)

YO2 / NH4_N, x = 4.57 g O2 (g NH4_N) _1遵循从情商。(11.64)。

t + O2 + 2 =努力+水+ 2 h +和

= yo2 / xa ' yxa / nh4

计算Yo2 / 3号我们必须使用异化的生产没有通过硝化作用:

6 nh + + 12 o2 ^ 6没有- h2o + 6 + 12 h + (11.69)

和消费不——脱氮使用甲醇作为能源:

6不——+ 5 CH3oH ^ 3 n2 + 5二氧化碳+ 6 + 7水哦,(11.69 b)

在比较的有氧氧化甲醇:

7.5 o2 + 5 CH3oH 10 ^ 5二氧化碳+水(11.70)

硝化作用的6 NH +(使用5 ch3oh脱氮),24摩尔o是必要的;相同数量的5 CH3oH的有氧氧化,必须使用15摩尔o。因此,两者的区别如下:

o 24-15 g o 16摩尔o摩尔o

Yot /不= = 1.5 = 1.5 _ _ _ = 1.71

2 / 3 6 g - 14摩尔N摩尔

考虑Eq。(11.68),得到:

AYo2 / no3 = Yo2 / nh4 - Yo2排名= 4.57 - 1.71 = 2.86克/ o2 (g no3 - N) 1

从方程式。(11.67)和(11.61),它遵循(i = 9, j = 2):

rNH4 = - iXB pmax H XH - - - 7

Ks C NH4 + Ss Kh +好氧异养生物的吸收

党卫军Ki0 SNo3 v

——iXB■n Fmax ^ XH - ~””

KS + SS Ki0 + c kno + snh3 V__J

NH4缺氧异养生物的吸收

1 \ snh4 c我Pmax iXB + Y -, - - - F + 7 xa (11.72)

“XA / NH ^ KSA + SNH4 ka + c

NH4吸收和NH4自养生物氧化

NH4缺氧水解形成的异养生物i = 11日SND——可溶性降解有机氮

SNDXH +肯XND / Xs (11.73)

NH4 +氨形成吸收的有机氮异养生物水解我= 12,XND——微粒可降解有机氮

rND = (iXB - fPiXP) kdHXH + (iXB - fPiXP) kdAXA——kenXND

异养生物的形成从水解形成衰变衰变的自养生物

XN氮在细菌中

XH + XA + x细菌+慢慢的可生物降解基质的质量

XN氮在细菌中

Xj微粒惰性有机质在细菌中

生物可降解有机氮

ixB fpixp = - r -: - - - - - (11 - 77)

颗粒有机质fP看到Eq。(11.58)。

索尔克= SHCO - + SCO2 - + SNO - + SOH (11.78)

索尔克是阴离子的浓度(碱性)。平衡:dSAlk Qm

——= tt -(0 -索尔克索尔克)±rAlk (1 t.79)

dt V

描述了变化的博士SAlkP SAlk0 pH值增加,反之亦然。pH值影响一些平衡(NH + /氨,不——/硝酸)的活动细菌。在废水低SAlk0和硝化,rAlk不容忽视。阴离子是写在摩尔的平衡。

ixB党卫军c rAlk = - Fmax ^ - - -, - XH

使用3号好氧异养生物的生长

jxb 1 YXh / ss \ n党卫军Ki0 SNO3 X T”!- - - Pmax H ' n ~ - ~ - t - - - - - XH

14日14 - 2.86 YXH / SS / k + + C”KNO + SNO3党卫军公里

使用的异养生物的生长和生产的HCO -脱氮

^ XB + 1 | SNH4__C x + ^ k Xnd (1180)

14 + 7 YXA / NH4 / FmaX Ksa + Snh4 KA + c Xa + 14 en Xs ()

使用不——不——的自养生物产量的增长

和使用的HCO - H +水解吸收的par -

在硝化ticular orgaic氮

HCO -在的生产反硝化作用是所描述的分解代谢和合成代谢的化学计量使用CH3OH作为能源(见方程式10.43和10.44)。”

如下分解代谢的不不——浓缩硝化作用:

NH + O2 + 2 ^没有h + - +水+ 2 (10.6)

使用HCO3 -和一个电子受体:

2 h + + 2 HCO - ^ 2 h2co3 (11.81)

12 HCO - 6 nh +需要,这些都是6比恢复更摩尔阴离子通过反硝化作用(见Eq。(11.69)并考虑哦- + = HCO - CO2)。

因为:YHCO - / NHj = 2,我们写的HCO -消费硝化作用(表11.4,空间我= 13,j = 3的矩阵):

Y hc°3 / nh4 r = 1 (1182)

- - - rNH4 = 7, rNH4 (11 - 82)

ASM 1模型可以模拟不同载荷的市政活性污泥植物不均衡和非均衡状态生物除磷。它可以用来作为一个培训项目的基础为污水处理厂工作人员和工厂的设计计算和优化的过程。

模型的深入研究后,矩阵的读者(见表11.4)将使用矩阵结合的优势一个计算机程序。