水污染控制工程(3)(編輯修改稿)
2025-09-19 16:05 本頁面
【文章內容簡介】 中有機污染物的降解帶來微生物的增殖與活性污泥的增長 ， 活性污泥微生物的增殖是生物合成與內源呼吸的差值 ， 即 ⊿ X=aSa— bX。 式中 ⊿ X：活性污泥微生物凈增殖量 ， kg/d； Sr：在活性污泥微生物作用下 ， 污水中被降解 、 去除的有機污染物量 ， Sr＝ Sa－ Se； Sa：進入曝氣池污水含有的有機污染物量 ， kgBOD/d。 Se：經活性污泥處理后出水的有機污染物量 ， kgBOD/d。 X：混合液活性污泥量 ， kg。 a、 污泥產率 （ 降解單位有機污染物的污染量 ） 。 b、 微生物內源代謝的自力氧化率 。 ? 對于不同污水、廢水，因有機污染物組成不同，其 a、 b值不同（見 P110111表 4 46） 。 b、 理論推導 （ 由試驗配水研究 ） 由于細胞合成與內源代謝同步進行 ， 單位曝氣池內活性污泥凈增殖速度為： (dx/dt) g＝ (dx/dt)s － (dx/dt)e 式中 (dx/dt)g為凈增殖速度； (dx/dt)s為合成速度； (dx/dt)e為微生物內源代謝速度 。 其中： (dx/dt)s ＝ Y (dx/dt) u Y為產率系數 ， 每代謝 1kgBOD合成的 MLVSS量 。 (dx/dt) u為微生物對有機物的降解速度 。 其中： (dx/dt)e ＝ Kd Xv Kd微生物自身氧化率 d1， 并稱衰減系數； Xv為 MLVSS含量 。 代入得： (dx/dt) g＝ Y (dx/dt) u－ Kd Xv ∴ ⊿ X＝ Y(Sa－ Se)Q－ Kd VXv ⊿ X為日污泥排放量； (Sa－ Se)Q為日有機物降解量； Kd VXv 為 池內總 MLVSS量 。 等式兩邊除以 VXv得 ⊿ X/ VXv = Y(Sa－ Se)Q / VXv － Kd 由于 ⊿ X/ VXv = 1/ Qc； (Sa－ Se)Q / VXv ＝ Ns （ 書中寫成 NrS） ∴ 1/ Qc ＝ Y Ns － Kd C、 二者的區(qū)別： ? 從物理意義上講 ， a與 y、 b與 Kd是一回事 ， 但前者是實測值（ a、 b） 。 由于進水水質和進水 SS多變 ， 因此 a、 b是一個實測的經驗值 。 而 Y、 Kd為理論研究或配水研究的結果 ， 配水試驗不僅水質可以恒定 ， 且無 SS， 當控制 Qc和 NS進行同時多組實驗時 ， 可以通過作圖求出 Y、 Kd（ P112圖 49） 。 ⑥ 有機污染物降解與需氧； 微生物對有機污染物的降解包括 1/3的直接氧化分解 ，2/3 80%需合成后再內源呼吸降解 ， 故其需氧量為： O2＝a′QSa＋ b′VXv 式中： a′為微生物每代謝 1kgBOD所需要的氧量 。 b′為每 kg活性污染自身氧化所需要的氧量 。 兩邊同除以 VXv 得 O2 / VXv = a′ Ns ＋ b′ 兩邊同除以 QSa 得 O2 / QSa ＝ a′＋ b′1/ Ns ? 可以看出： ? a． 上式為單位容積曝氣池的需氧量或單位微生物量的好氧量 ，其只與 NS有關 。 NS高則單位容積或污泥量需氧量大 。 ? b． 下式為降解 1kgBOD的需氧量 ， 其與 NS的倒數有關 。 NS負荷越高 ， 泥齡越短 ， 則降解單位 BOD需氧量就越低 (未被降解就作為污泥排出 )。 式中 a′、 b′可以通過一組試驗結果作圖求得 (P113圖 4－ 10)。 a′值：對生活污水為 ～ 。 b′值：介于 ～ 。 三、活性污泥反應動力學基礎 ? 概述：從前面介紹可以看出 ， 微生物的增殖 、 代謝與有機底物濃度 、 Qc以及生化反應速度等密切相關 。 反應動力學則是從生化角度來研究彼此的關系 ， 以提高我們理論認識水平 ， 并指導我們優(yōu)化工藝與設備 。 ? 莫諾特 (Monod)方程式 ? 法國學者 Monod于 1942年采用純菌種在培養(yǎng)基稀溶液中進行了微生物生長的實驗研究 ， 并提出了微生物生長速度和底物濃度間的關系式： μ=μmaxS/Ks+S 微生物在對數期和靜止期的典型生長模式 。 式中： 181。為微生物比增長速度 ， 即單位生物量的增長速度 . 181。max為 微生物最大比增長速度； Ks：飽和常數 ， 為的底物濃度 ， 故又稱半速度常數 。 S：底物濃度。 ? a、 當底物過量存在時 ， 微生物生長不受底物限制 。 處于對數增長期 ， 速度達到最大值 ,為一常數 。 ∵ SKs、 Ks+S≈S ∴ μ=umax。 此時反應速度和底物濃度無關 ， 呈零級反應 ， 即 n=0。 ? b、 當底物濃度較小時 ， 微生物生長受到限制 ， 處于靜止增長期 ， 微 生 物 增 長 速 度 與 底 物 濃 度 成 正 比 。 ∵ S＜＜ Ks、 Ks+S≈Ks ∴ μ=μmaxS/Ks= 此時 ， μ∝ S， 與底物濃度或正 ， 呈一級反應 。 ? c、 隨著底物濃度逐步增加 ， 微生物增長速度和底物濃度呈μ=μmaxS/Ks+S， 即不成正比關系 ， 此時 0＜ n＜ 1呈混合反應區(qū)的生化反應 。 ? 上
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