當(dāng)代給水與廢水處理原理第一章

1、當(dāng)代給水與廢水處理原理XXX大學(xué)Xx教授第一部分：相關(guān)基本概念介冒一、理論需氧量理論需氧量(ThOD)是根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算求得的有 機(jī)物被全部氧化所需的氧量。例如，含有300mg / L葡萄 糖溶液的理論需氧量可計(jì)算如下：C&6CO2 + 6H2O1806 X 32180 = 6 X 32300 _ ThODThOD = 320mg/l（以氧表示）氨基乙酸的理論需氧量，可利用下列化學(xué)方程式:(a) CH2(NH2) COOH + -|o2 - NH2 + 2CO2 十 H20754817(b) NHa +一 HNO2 + H20174847(c) hno2 + 尹一 hno31647由方程式a

2、計(jì)算得氨基乙酸的碳化需氧量為:37 48 - 192mg/l以氧計(jì)）所產(chǎn)生的NH為:：世滬=6沁/I由式| b，得NH3轉(zhuǎn)化成HNO2所需的氧量為：%儲(chǔ)=192mg/l（以氧計(jì)）所產(chǎn)生的HN6為：翌評(píng)=188mg/l由式C ，得HNO?轉(zhuǎn)化為HNOj所需的氧量為:18y = 64mg/l（以氧計(jì)）4 i總的硝化需氧量為：192 + 64 = 256mg/l （以氧計(jì)）300mg/I氨基乙酸溶液的ThOD為:192 十 256 = 448mg/K以氧計(jì)）二、化學(xué)需氧量化學(xué)需氧量或耗氧量是指在一定嚴(yán)格條件下水中有機(jī)物與強(qiáng)氧 化劑（如重鎔酸鉀、高猛酸鉀）作用所消耗的氧量。當(dāng)用重鎔酸鉀作為 氧化劑，硫

3、酸銀作為催化劑時(shí)，水中有機(jī)物幾乎可以全部（約90%- 95%左右）被氧化。這時(shí)所測(cè)得的耗氧量稱為重銘酸鉀耗氧量或稱化 學(xué)需氧量，以CODc或COD表示。在測(cè)定過程中無機(jī)性還原物質(zhì)也 會(huì)被氧化。所以一般測(cè)得的COD包括可生物降解和不可生物降解兩 部分，即化學(xué)需氧量區(qū)別不岀可生物降解和不可生物降解的物質(zhì)。COD=CODb+CODnb式中CODb可生物降解的COD；CODnb不可生物降解的COD.此外COD不包括硝化所需的氧1=iOI有機(jī)物 +CrzOr +H+-+C6+HQAg2S()4Ag2SO4用作催化劑。水中Cl-多于30mg/l將明顯干擾測(cè)定，因?yàn)椋?Cl-PCr2O|- + 14H+ 3

4、C12 + 2CF+ 7H2O 且當(dāng)用Ag2SO4作催化劑時(shí)，部分Ag2SO4將消耗于與Cl所起的 化學(xué)反應(yīng)Ag 卜+（：1 - 一 AgCl | 加HgSQ,可以防止干擾。Hg2+ + 2C1 - 一 HgCl2 ；HgSO“ 應(yīng)比 Ag2SO4加。三、生化需氧量在有氧的情況下，由于微生物（主要是細(xì)菌）的活動(dòng)，降解有 機(jī)物穩(wěn)定化所需的氧量，稱為生化需氧量，常以BOD表示。下圖 表示示有機(jī)物氧化和微生物細(xì)胞合成的關(guān)系：呼吸（氧化）有機(jī)物介（可生物降解的Ofl能nh3細(xì)胞(CODb)金莖一細(xì)胞:殘存物質(zhì)OrilQ、能 NOz6內(nèi)源呼吸洸器細(xì)胞心能上一頁符號(hào)的解釋:在有氧的條件下，廢水中的有機(jī)物分

5、解一般分為兩 階段。第一階段（亦稱碳氧化階段），主要是不合氮有機(jī) 物的氧化，但也包括含氮有機(jī)物的氨化及氨化后生成的 不含氮有機(jī)物的繼續(xù)氧化，這也就是有機(jī)物中碳氧化為 二氧化碳的過程。碳氧化階段所消耗的氧稱為碳化需氧 量或碳化BOD, 般即稱BODo前面圖中Oa和Ob之和即 表示這部分生化需氧量?？偟奶蓟柩趿砍７Q為第一階 段生化需氧量（因?yàn)樘佳趸偸鞘紫劝l(fā)生），也稱完全或 總的生他需氧量，常以-或BODU表示。由于硝化作用所 消耗的氧量稱為硝化需氧量或硝化BOD,可以NOD表示。Oc和Od之和表示這部分生化需氧量（忽略細(xì)菌內(nèi)源呼吸產(chǎn) 生的氨進(jìn)一步氧化所消耗的氧）?？偟南趸柩趿糠Q為第 二階段生

6、化需氧量可以Ln或NOD表示。BOD5的含義:生化需氧量的反應(yīng)速度在很大程度上取決于微生物的種類、數(shù)目及溫度，而在測(cè)定過程中溶解氧又是逐漸消耗的。所以測(cè)定生化需氧量就須保持一定的溫度，同 時(shí)也需要規(guī)定一定的時(shí)間。通常是在20C溫度下培養(yǎng)5d檢查溶解氧的損失,用BOD5表示,單位以O(shè) 2mg/L計(jì)。測(cè)定溫度用20C是因?yàn)檫@個(gè)溫度比較接近溫帶地區(qū)一般河水的平均溫度。BOD反應(yīng)動(dòng)力學(xué):時(shí)間（心二、.呼巴二O二也）碳化需氧曲線（在硝化被抑制條件下測(cè)得） 碳化加硝化需紙曲線或合并需氧曲線（未加硝化抑制劑情況下測(cè)得）第一階段反應(yīng)動(dòng)力學(xué):生化需氧量反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究表明，對(duì)第一階段BOD的變化，可認(rèn)為具 有一

7、級(jí)反應(yīng)性質(zhì)。這是因?yàn)橛袡C(jī)物為微生物分解的作用雖可被認(rèn)為是雙分子 反應(yīng)（見下式1）,但在這個(gè)反應(yīng)中當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定時(shí)間細(xì)菌非但不減少 而且往往大量增加，一旦至細(xì)菌數(shù)目無多大變化時(shí)，就有機(jī)物來說，它的分 解就具有一級(jí)反應(yīng)的性質(zhì)，即反應(yīng)速度與任何時(shí)刻剩余的有機(jī)物量成正比（如 果存在著足夠的氧的話）。02有機(jī)物+徼生物CO? + HQ積分求解（2）式可得:処話仝=KL式中 h第一階段BOD（BOR）；L在任何時(shí)存有的B06K常數(shù)。K1：碳化耗氧常數(shù)如或BODt取為t時(shí)日內(nèi)所吸收 的氧量或所滿足的BOD,貝9：Yf =BODr = L/1 - e弘）=Lfl（l 一 10-V）變化對(duì)BOD的影響:多年來

8、當(dāng)水溫為2(rc時(shí)常采用匕=01占。這是英美等國對(duì)污染河水實(shí)測(cè) 而得的平均值。自從BOD測(cè)定時(shí)采用了所謂標(biāo)準(zhǔn)稀釋水和對(duì)各種不同廢水進(jìn) 行了試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)0隨水質(zhì)的變化是有相當(dāng)大差異的，一般變化在0.05 0.3屮之間，而生物處理出水的0值則又小于進(jìn)水的0,常在0.05-0.1d-1之間。心值對(duì)BOD的影響(乙一定(一、言 1溫度對(duì)OD的影響:9C時(shí) |i rtd)La和0的確定:耗氧常數(shù)0值和第一階段需氧量-的確定有最小二乘方法、矩量法、日差 法和托馬斯(Thomas)法等，但均需用到生化需氧量的測(cè)定。下面介紹使用比較 簡(jiǎn)單，但也足夠準(zhǔn)確的托馬斯圖解法。在M =中，Kt 十(KMd)zT7 =

9、 k* 1 而：用國1十學(xué)(K/z(K3十6 21.6故可寫成:KiZ廠屮Z (1)=(KLa)-l/3 +式(1)是一直線方程，根據(jù)不同 日的BOD測(cè)定結(jié)果，井作圖， 即可求得匕及La的值。如下圖L心=43KU = 261萬 =2. 3昭疋和溫度的關(guān)系:0與溫度的關(guān)系可根據(jù)阿累尼烏斯(Arrhenius)經(jīng)驗(yàn)公式推導(dǎo)求得： 阿累尼烏斯公式：K =Ae_ 齊或： LnK =石;+ InA式中K反應(yīng)速度常數(shù)(這里就是耗氧常數(shù)九E活化能對(duì)于廢水,般為840084000 J/mol?T絕對(duì)溫度(K)；R氣體常數(shù),8.31 J/(K*mol);A頻率因子(即反應(yīng)分子間的碰撞率)；0和溫度的關(guān)系式推導(dǎo):

10、將阿累尼烏經(jīng)驗(yàn)式求導(dǎo)并積分運(yùn)算后可得:“戎=貯化J-溫度廠時(shí)的耗氧常數(shù)；溫度口時(shí)的耗氧常數(shù)；廠及口均為絕對(duì)溫度。在室溫時(shí)，氏需值幾乎不變，如以C代表，則式中K、K.1 唆=ccg _曲） 箏=嚴(yán)-）令=仇（也稱為溫度系數(shù)），則字=爐-巧）在水污染控制工作中，習(xí)慣上寫成下式二 心=心曲-迦 式中 K20C時(shí)的耗氧常數(shù)$ S:TC時(shí)的耗氧常數(shù)。0實(shí)際上并非常數(shù)，它是隨溫 度而稍有變化的。其值可通過 試驗(yàn)，并按下式作圖求得；lgi（T） = lgK 如 + （T 20）lgft一般說來，在10-30C時(shí)，可 米用 3 =1.047 oK2 =K8LSLa與溫度的關(guān)系:對(duì)于一給定水樣，不但K1隨溫度而

11、增加. 所以根據(jù)下式(1),可以寫出式(2)：n =申-丁厶燈“或 La(r = a(T,)ei3)式中芒為一常數(shù)展開式(3),可得：r1厶 =厶存 1 + 0(7 門)十 y/32(T2 TJ1r+押cg n_La也隨溫度而增加，可以認(rèn)為L(zhǎng)aocKI,取 St* =厶呵1十0(兀7】)當(dāng) 7 = 2OC,0=a 02,乙“廠2=厶K2O)0 027*2 十 0. 6習(xí)慣上9寫成：厶門=厶4o02T + 06式中5廠C時(shí)的第一階段BOD；乙(20) 20。時(shí)的第一階段BOD.一點(diǎn)說明:實(shí)驗(yàn)求得的La值與需氧量理論值（理論需氧量）之間的差別：多年來，有機(jī) 物的第一階段生化需氧量La被認(rèn)為等于按化

12、學(xué)方程式得到的理論值。例如，理 論上全部氧化濃度為300mg/L的葡萄糖溶液的需氧量應(yīng)為320mg/L,此即所渭 理論需氧量（計(jì)算見前），但實(shí)際測(cè)定發(fā)現(xiàn)其La在250-285mg/L之間（2（TC ）, 顯然，葡萄糖并末全部轉(zhuǎn)化為CO?和水。要明了這個(gè)差別必須先了解微生物對(duì) 于有機(jī)物的分解過程。要使有機(jī)物能為細(xì)菌氧化，這種有機(jī)物必須要能夠作為細(xì)茵的食料，細(xì) 菌由此獲得能量及組成細(xì)胞的原料。這就是說部分有機(jī)物轉(zhuǎn)變成了細(xì)胞物質(zhì)， 細(xì)胞物質(zhì)通過內(nèi)源呼吸也能放出能量。細(xì)菌死亡后，它即成為其它細(xì)菌的食料, 進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)镃O?和水，并合成細(xì)胞物質(zhì)?；畹幕蛩赖募?xì)菌又可作為較高級(jí)微 生物，如原生動(dòng)物的食料。在

13、每次轉(zhuǎn)化過程中都有進(jìn)一步的氧化作用，但是最 后還會(huì)有一些有機(jī)殘?jiān)z留下來。它們對(duì)于微生物分解的抗力十分強(qiáng)。這部分 殘?jiān)创硭鶞y(cè)定的全部生化需氧量與理論需氧量之間存在差別的一部分有機(jī) 物。第二階段動(dòng)力學(xué):碳化和硝化雖可同時(shí)進(jìn)行，但是，如前 所述，對(duì)于一般的污染水，硝化常要在 碳化進(jìn)行了一段時(shí)間才會(huì)顯著展開。Kbv硝化耗氧常數(shù)，此常數(shù)常小于碳化耗氧常數(shù)；S總的硝化需氧量階段BOD的變化也具有一級(jí)反應(yīng)的性質(zhì)，則 可寫出NOD的曲線方程：丫=Eg 式中：廠=才一儀0氏）Ln和&N也可用托馬斯圖解法求得, 但須采用新的坐標(biāo)系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)（僅碳化九匕=乙（1 一 10 W）當(dāng)時(shí)（碳化加硝化兒兒=La（l 一

14、 10一勺）+ 厶垃1 一 10-W叮氧化lmg/I的NHN需氧46mg/L例題:某BOD試驗(yàn)在20 r溫度下共進(jìn)行了 15d.求得Ke = 0. 16cTKm = 01曠1,厶= 400mg/i,乙z=300mg/l,并發(fā)現(xiàn)硝化作用8d后顯著展開，計(jì)算BOD0和BOD12.因?yàn)橄趸饔迷?d前影響還不大，故可認(rèn)為BODh僅是碳化需氧量y% =EODe =乙（1 一 1010= 400（ 1 叫日）=426mLg/lYl2 =乙（1 10一&+ 1002-4=400（1 - 10-5x12）十 3001 訶= 626mg/l硝化需氧量曲線:t Cd)LI線a)硝化EOD曲線曲線總的BOD曲線或

15、碳化加硝牝BOD曲線（在硝化未誠抑制的條件下測(cè)得曲線碳化BOD曲線在硝化被抑制的條件下測(cè)得）四、總有機(jī)碳(TOC)：將水樣在高溫下燃燒，有機(jī)碳即被氧化成co?，量測(cè)所產(chǎn)牛的 CC2量，便可求得水樣的總有機(jī)碳(TOC),單位以碳的mg/L表示。在 作有機(jī)碳分析時(shí)，須采取措施去除無機(jī)碳的干擾。在測(cè)定條件下，基 本上可以求得全部有機(jī)碳元素量，但因排除了其它元素。仍不能直接 反映有機(jī)碳的真正濃度。測(cè)定總有機(jī)碳也有儀器可供采蝴，測(cè)定迅速，也能在短時(shí)間內(nèi)完 成分析工作。五、化學(xué)需氧量與生化需氧量的比較化學(xué)需氧量（重銘酸鉀耗氧量）和生化需氧量是目前應(yīng)用最廣泛的間接表 示有機(jī)物的指標(biāo)。它們都是利用氧化有機(jī)物的

16、原理，即與氧化合。前者是利 用化學(xué)氧化劑，氧來自氧化劑，后者則是微生物的作用，所需的氧來自水樣 中的溶解氧。生化需氧量基本上能反映出有機(jī)物進(jìn)入水體后，在一般情況下氧化分解 所消耗的氧量（反映了能被微生物氧化分解的有機(jī)物的量，即間接表示出可 生物降解物質(zhì)的量），故比較符合實(shí)際情況，可以較為直接和確切地說明問 題；缺點(diǎn)是完成全部檢驗(yàn)需5d,對(duì)于指導(dǎo)生產(chǎn)，不夠迅速及時(shí)，且毒性強(qiáng)的 廢水可抑制微生物的作用而影響測(cè)定結(jié)果，有時(shí)甚至無法進(jìn)行測(cè)定。化學(xué)需 氧量幾乎可以表示出有機(jī)物全部氧化所需的氧量，它的測(cè)定不受水質(zhì)的限制, 并且在23h內(nèi)即能完成；缺點(diǎn)是不能反映出被微生物氧化分解的有機(jī)物的 量，不能區(qū)別可生

17、物降解與不可生物降解的物質(zhì)。因此.在水污染控制工作 中以采用生化需氧量作為有機(jī)污染的指標(biāo)較為合適，但在沒有條件或受到水 質(zhì)的限制而不能作生化需氧量測(cè)定時(shí)，可用化學(xué)需氧量代替。六、生化需氧量和化學(xué)需氧量之間的關(guān)系如果廢水中各種有機(jī)物的相對(duì)組成沒有變化則化學(xué)需氧量和生化需氧量之間應(yīng)有一定的比例關(guān)系。一般說，COD(CODQ 第一階段BODBOD5OC(CODmh).生活污水的20rBOD5常約為其OC的24倍，而其第一階段BOD約為COD的80%90% 對(duì)于不易被微生物作用的物質(zhì)其化學(xué)需氧量可能比生化需氧量 大得多。生活污水的BODs與COD之比常在6 408之間。下式列出通常生活污水個(gè)指標(biāo)之間的

18、大體比例關(guān)系:BOD, _COD _0 40, 8,BOD0TOC0. 81, 6七、廢水生物處理中常用的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?）生物處理動(dòng)力學(xué)分類:1）基質(zhì)降解動(dòng)力學(xué)，涉及基質(zhì)降解與基質(zhì)濃度、生物量等因素之間的關(guān)系。2）微生物增長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)，涉及微生物增長(zhǎng)與基質(zhì)濃度、生物量、增長(zhǎng)常數(shù)等因素 之間的關(guān)系。3）同時(shí)，還研究基質(zhì)降解與生物量增長(zhǎng)、基質(zhì)降解與需氧、營(yíng)養(yǎng)要求等關(guān)系。 許多學(xué)者根據(jù)各自研究的成果提出了不少描述上述關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式或數(shù)學(xué)模式。在各個(gè)模式中含有一些常數(shù)。這些常數(shù)的數(shù)值表示了一類廢水生物降解的 特點(diǎn)。由于活性污泥法使用比較普遍，所以目前所提出的數(shù)學(xué)模式主要是根據(jù)活性 污泥法推導(dǎo)出來的。這些模

19、式對(duì)于其它好氧生物處理法和厭氧生物處理法泡基本 適用。（2） Eckenfelder模式：此模式是w.WEckenfelderr對(duì)間歇試驗(yàn)反應(yīng)器內(nèi)微生物的生長(zhǎng)情況進(jìn)行觀察 后于1955年提出的?，F(xiàn)根據(jù)微生物增長(zhǎng)曲線討論Eckenfelder模式于下：微生物增長(zhǎng)曲線a生紅率匕升階段（對(duì)數(shù)增長(zhǎng)階段） b 生長(zhǎng)率下降階段（減速壇長(zhǎng)階段） 內(nèi)源代謝階段。(a)生長(zhǎng)率上升階段:在此階段，基質(zhì)濃度高，微生物増長(zhǎng)速要與基質(zhì)濃度無關(guān)，呈零級(jí)反應(yīng)，即微生物的生長(zhǎng)不受食料數(shù)量的限制，只受自身生理機(jī)能的限制。這一階段微生物 的增長(zhǎng)過程可用下式表示：df 式中X。X-d(X-X0)=KX普=2微生物起始濃度mg/l)

20、;t時(shí)日微生物濃度(mg/l),以d計(jì)-對(duì)數(shù)增長(zhǎng)速度常數(shù)(d-J,在活性污泥法中K】約 27d-。積分后，得：或In鳳&弘=K式1式中 乙去除的基質(zhì)濃度(mg/l)Z=S-$(S。和5分別為起始和時(shí)日的基質(zhì)濃度卄Yq表觀產(chǎn)率rng微生物/ nig基質(zhì))9不足的影響，微生物的增長(zhǎng)與基質(zhì)的降解遵循一級(jí)反應(yīng)關(guān)系。d(X - X.礙s因?yàn)閐S所以警=-心 或 竽=一 KZXS 式中5基質(zhì)濃度(mg/1)；X-/時(shí)日微生物濃度(mg/1汗以d計(jì);瓦減速増長(zhǎng)速度常數(shù)丄曠一積分式2得:令 拿y代入上式嘉 dS Q考慮了微生物濃度的影響，如 以比基質(zhì)反應(yīng)速度表示，則ln- =- K2XtS = S君尺的式中s

21、-起始基質(zhì)濃度(mg/l)； 才時(shí)日的基質(zhì)濃度(mg/l)5(C)內(nèi)源代謝階段:在此階段食料奇缺，微生物逐漸減少心X） _疋*atIn 備=K3（f 廣）式中 疋生長(zhǎng)率下降階段末的微生物濃度(mg/l)?K3衰減常數(shù)(d-),此常數(shù)也常以表示(在活性污 泥法中K?值平均約為0. 06d -1)；相應(yīng)于丈時(shí)的時(shí)間(d) 0內(nèi)源呼吸實(shí)際上是個(gè)連續(xù)反應(yīng)，貫穿于微生物的整個(gè)生命期、而并不僅僅在 內(nèi)源代謝階段才存在。即使在環(huán)境中有充足的食料，微生物內(nèi)部的新陳代謝仍在進(jìn) 行，只是在食料較豐富時(shí)，內(nèi)源代謝作用被掩蓋了，因?yàn)檫@時(shí)合成速度很快，內(nèi)源 呼吸速度則慢，但在內(nèi)源代謝階段，食料缺乏，因而影響就明顯了。以

22、上三階段劃分的一般依據(jù):一般說，當(dāng)食料一微生物之比(F / M)2.125 KgBOD5/Kg微生 物d時(shí)，微生物的生長(zhǎng)處于生長(zhǎng)率上升階段，而當(dāng)(F/M) 500mg/L)o式3常用于污泥好氧處理和延遲曝氣系統(tǒng)。微生物濃度常用揮發(fā)性懸浮固體(VSS),有時(shí)也用懸浮固體(SS) 計(jì)量。在活性污泥處理系統(tǒng)中即以MLVSS或MLSS表示。上式中t:水力停留時(shí)間；X：微生物濃度，可以VSS計(jì)量； 心：減速增長(zhǎng)速度常數(shù)，這里 也常稱基質(zhì)去除或降解常 數(shù)，可用幾組平行試驗(yàn)數(shù)據(jù) 通過圖解法求得?？倛D解圖(d) Eckenfelder模式的應(yīng)用:1) 完全混合系統(tǒng):對(duì)基質(zhì)進(jìn)行物料平衡，得：QS。十 rQS +

23、 V 幣=(Q 十式中，Q：進(jìn)水流量；V：反應(yīng)器容積；r：生物回流比，在活性污泥法廠=労 中即污泥回流比；7S。：進(jìn)水基質(zhì)濃度；Se：出水基質(zhì)濃度。按照Eckenfelder模式在生長(zhǎng)率下降階段公式：=- KZXS V- K.XSy由于：V = Qi故，基質(zhì)物料平衡式可變形為：S Se = K2XS- = K2St (1)兩個(gè)重要概念及一點(diǎn)注意：1）兩個(gè)重夏概念:由上式（1）可知：5 = K2XSeU容積負(fù)荷（以基質(zhì)去除量為基礎(chǔ)）Us = K2SeUs污泥負(fù)荷（以基質(zhì)去除量為基礎(chǔ)），也稱基質(zhì)的比去除速率。2）一點(diǎn)注意：卩與F/M不同，F(xiàn)/M是以進(jìn)水基質(zhì)濃度為基礎(chǔ)的，（雖然有時(shí)也稱污泥負(fù)荷），F(xiàn)

24、/M =SQ/Xt它與F/M的關(guān)系是：2 MEE：處理效率2)推流系統(tǒng):推流系統(tǒng)示意圖在理想的推流式反應(yīng)器中.進(jìn)口處各層水流依次流到出口處，互不干擾，各層水流中微生物的工作情況，如用微生物增長(zhǎng)曲線來表示，將是一段線段，廢水生物 處理的數(shù)學(xué)模式可直接采用下式(1)或式(2)。如二次沉淀池出水基質(zhì)濃度為Se。上 兩式可改寫成：ln = K?Xf (1) S。X 100=(1 - Xf) X 100(%)In 售=-K2Xi 乂 = S涉-加對(duì)于推流式反應(yīng)器，采用上列公式 進(jìn)行計(jì)算，有時(shí)誤差較大，因?yàn)榉磻?yīng) 器首末兩端的XZ值是有變化的。完全 混合反應(yīng)器內(nèi)的K 2值基本不變。兩種系統(tǒng)的比較:對(duì)干推流式

25、反應(yīng)器，采用上歹|公式講行計(jì)算，有時(shí)誤并較大，因?yàn)榉磻?yīng)器首 末兩端的心值是有變化的。完全混合反應(yīng)器內(nèi)的&值基本不變。實(shí)際上對(duì)于活性污泥法來說并沒有真正的推流系統(tǒng)（由于存在著縱向擴(kuò)散）或 真正的完全混合系統(tǒng)。真正的推流系統(tǒng)較完全混合系統(tǒng)處理效率高，但由于難于 得到真正的推流，外加推流式受沖擊負(fù)荷的影響較大。所以這兩種系統(tǒng)的處理效 果相差不大。將一個(gè)反應(yīng)器分成幾個(gè)完全混合反應(yīng)器（完全混合多級(jí)反應(yīng)器）可以 改進(jìn)處理性能，并仍保持一定的適應(yīng)沖擊負(fù)荷的能力。這也就是多點(diǎn)進(jìn)水曝氣法 的設(shè)計(jì)概念。下圖表示完全混合反應(yīng)器與推流式反應(yīng)器在理論上處理效率的比較。)0O-完全混合反應(yīng)益完全世汁:級(jí)氏應(yīng)器二一-推流式

26、反應(yīng)舞2468 in 121-115ceM姥豈京忘闌)000 0()0 U 9- 4 6 QC一 - 一 - 亠 -1 水力停留昕間Mh)(3) Lawrence-McCarty式:一般認(rèn)為A. W. Lawrence和P丄.McCarty于1970年最先將莫諾特方程引 入廢水生物處理領(lǐng)域。利用這一類烈的模式可以從微生物生理學(xué)角度更深 入地了解微生物增長(zhǎng)與基質(zhì)降解之間的關(guān)系。a)莫諾特方程：此方程是40年代初J.Monod研究了利用單純基質(zhì)培養(yǎng)純菌種后提出 的。莫諾特方程類似于以酶促反應(yīng)為基礎(chǔ)的米一門關(guān)系式。下即表示莫諾 持方程。dX/dtX微生物比增氏速度(d-i),即單位微生物量的增長(zhǎng)速度 為微生物濃度；JUMAX 在飽和濃度中微生物的最大比增長(zhǎng)速度;Ks飽和常數(shù)，其值為“ = 1/2“M4X的基質(zhì)濃度(mg/L)；S基質(zhì)濃度(mg/L) o莫諾特方程經(jīng)過變形為下式（基質(zhì)降解方程式）:maxV =心+S如果存在不可生物降解物質(zhì)，其濃度為Sy則:一 ,s-s）v =Ks+（S S”）莫諾持關(guān)系曲線（a）般的奠諾特關(guān)系，（b）受抑制后的異諾特關(guān)系。方程式的討論:瓦+S1）高基質(zhì)濃度:SKs1 / V于是式中分母的Ks與S相比，可以略去，MAX顯然，基質(zhì)濃度高時(shí)，基質(zhì)以最快速度降解，而與濃度無關(guān)。因?yàn)?所以:V = VM