污水的生物处理(编辑修改稿)

污水的生物处理(编辑修改稿)内容摘要：

′ N s ＋ b′ 两边同除以 QSa 得 O2 / QSa ＝ a′ ＋ b′1/ N s • 可以看出： • a．上式为单位容积曝气池的需氧量或单位微生物量的好氧量，其只与 NS有关。 NS高则单位容积或污泥量需氧量大。 • b．下式为降解 1kgBOD的需氧量，其与 NS的倒数有关。 NS负荷越高，泥龄越短，则降解单位 BOD需氧量就越低。 三、活性污泥反应动力学基础 概述：微生物的增殖、代谢与有机底物浓度、 Qc以及生化反应速度等密切相关。 反应动力学则是从生化角度来研究以提高我们理论认识水平，并指导我们优化工艺与设备。 莫诺特 (Monod)方程式 法国学者 Monod于 1942年采用纯菌种在培养基稀溶液中进行了微生物生长的实验研究，并提出了微生物生长速度和底物浓度间的关系式： μ=μmaxS/Ks+S 微生物在对数期和静止期的典型生长模式。 式中： 181。 为微生物比增长速度，即单位生物量的增长速度 . 181。 max为微生物最大比增长速度； Ks：饱和常数 ,为的底物浓度 ,故又称半速度常数 . S：底物浓度。 • a、当底物过量存在时，微生物生长不受底物限制。 处于对数增长期，速度达到最大值 ,为一常数。 ∵ SKs、 Ks+S≈S ∴ μ=umax。 此时反应速度和底物浓度无关，呈零级反应，即 n=0。 • b、当底物浓度较小时，微生物生长受到限制，处于静止增长期，微生物增长速度与底物浓度成正比。 此时， μ∝S ，与底物浓度或正，呈一级反应。 • c、随着底物浓度逐步增加，微生物增长速度和底物浓度呈μ=μmaxS/Ks+S， 即不成正比关系，此时 0＜ n＜ 1呈混合反应区的生化反应。 • 上述研究结果，与米－门方程式十分相近。 米－门方程式为 :V＝ VmaxS/Ks+S； monod方程的结论使米－门方程式引入了废水工程的理论中。 具体推导如下： ∵ Y＝ dx/ds=(dx/dt)/(ds/dt)=r/q=(r/x)/(q/x)= 181。 /V。 式中： dx为微生物增长量； dx/dt为微生物增长速率（即 r）； r/x＝ 181。 ，即微生物比增长速度； ds为底物消耗量； q＝ ds/dt，为底物降解速度； v＝ q/x，为底物比降解速度。 ∴ 181。 ＝ ； 181。 max＝ Y. Vmax； 带入 μ=μmaxS/Ks+S 得： V＝ VmaxS/Ks+S，即米－门方程式。 V＝ (ds/dt)/X， ∴ ds/dt= VmaxSX/Ks+S，即 p1154－ 32式。 • 将 monod方程倒装： 得： 1/181。 ＝ 1/181。 max .( ks/s+1)= ks/181。 max.(1/s)+1/181。 max。 • 根据 monod方程与米一门方程的相关性， • 前面已推导 181。 ＝ ； 181。 max＝ Y. Vmax。 代入得： 1/V= ks/Vmax.(1/s)+1/Vmax。 由于 V=(ds/dt)/X， 1/V=Xdt/ds=Xt/(SaSe) 即 Xt/(SaSe)= ks/Vmax.(1/s)+1/Vmax 即 p11844式 当我们以 1/V为纵坐标，以 1/Se为 横坐标；对一组实验结果进行统 计 (p118图 415)则可求出 1/Vmax 和 = ks/Vmax。 劳伦斯－麦卡蒂 (Lawrence－ McCarty)方程式 1）基础概念 a、微生物比增殖速率 μ=(dx/dt)/X b、单位基质利用率 q=(ds/dt)μ/X c、生物固体平均停留时间 Qc=VX/⊿X。 2）基本方程 第 1方程： dx/dt=Y(ds/dt)uKdXa； 1/Qc=Yq－ Kd； 第 2方程 V＝ VmaxS/(Ks+S) ： ∵ 有机质降解速率等于其被微生物利用速率，即 V=q, Vmax=qmax ∴(ds/dt) u = VmaxSXa/(Ks+S) 3）方程的应用 • a、确立处理水有机底物浓度（ Se）与生物固体平均停留时间（ Qc）之间的关系 对完全混合式： Se＝ Ks(1/Qc+Kd)/[Y(SaSe)(1/Qc+Kd)] 对推流式： 1/Qc=YVmax(SaSe)/[(SaSe)+ Ks㏑ Sa/Se]－ Kd b、确立微生物浓度（ X）与 Qc间的关系。 对完全混合式： X＝ QcY(SaSe)/t(1+KdQc) 对推流式： X＝ QcY(SaSe)/t(1+KdQc) 说明反应器内微生物浓度 (X)是 Qc的函数。 c、确立了污泥回流比 (R)与 Qc的关系。 1/Qc=Q[1+RR(Xr/Xa)]/V 式中： Xr为回流污泥浓度， (Xr)max=106/SVI。 d、总产率系数（ Y）与表观产率系数（ Yobs）间的关系 . Yobs＝ Y/(1+KdQc) 即实测污泥产率系数较理论总降低。 c、确立了污泥回流比 (R)与 Qc的关系。 1/Qc=Q[1+RR(Xr/Xa)]/V。 式中： Xr为回流污泥浓度， (Xr)max=106/SVI。 d、总产率系数（ Y）与表观产率系数（ Yobs）间的关系 Yobs＝ Y/(1+KdQc) 即实测污泥产率系数较理论总降低。 e、在污水处理系统中（低基质浓度）中，对 V＝ VmaxS/(Ks+S) 的推论： ∵ V＝ VmaxS/(Ks+S)， V＝ q； ∴ q＝ VmaxS/(Ks+S) 由于 Ks》 S（低基质浓度）， ∴ q＝ VmaxS/Ks＝ ＝ ν。 ∵ V＝ (ds/dt)u/Xa=Ks , (ds/dt)u =(Ks)max 而 (ds/dt)u＝ (SaSe)/t＝ Q(SaSe)/V， ∴ KSe＝ Q(SaSe)/XaV， 由此可以求定曝所池体积。 • 例题 p121 例 41 四、活性污泥处理系统 的运行方式与曝气池的工艺参数 传统活性污泥法（ activated sludge process） • 工艺特征： a、经历了起端的吸附和不断的代谢过程。 ，迅速降低 ,但之后变化不大 ,总去除率 90％左右。