環(huán)境工程學重點-第3章 第2（2）節(jié) 活性污泥系統(tǒng)生物過程動力學

第二節(jié)好氧懸浮生長處理技術(二）活性污泥系統(tǒng)生物動力學方程（數(shù)學模型）1整理ppt建立模型的假設:(1)曝氣池處于完全混合狀態(tài)。(2)進水中的微生物濃度與曝氣池中的活性污泥微生物濃度相比很小，可以假設為零。(3)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)（穩(wěn)態(tài)反應系統(tǒng)）(4)二沉池中沒有微生物的活動。(5)二沉池中沒有污泥積累，泥水分離良好2整理ppt

輸入速率－輸出速率＋轉化速率=積累速率某衡算對象的物料衡算式：系統(tǒng)的物料衡算：劃定衡算系統(tǒng)，確定衡算對象

穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)物料衡算穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)：積累速率=0穩(wěn)態(tài)反應系統(tǒng)：輸入速率－輸出速率＋轉化速率=0穩(wěn)態(tài)非反應系統(tǒng)：輸入速率－輸出速率=03整理ppt完全混合活性污泥系統(tǒng)成為穩(wěn)態(tài)反應系統(tǒng)的條件：1、進水量穩(wěn)定，且進水中的污染物濃度一定；2、保持合適的溫度及充足的溶解氧；3、及時回流污泥并排放剩余污泥（微生物的增殖部分）。二沉池曝氣池回流污泥剩余污泥出水進水完全混合活性污泥法的典型流程4整理ppt進水：Q—進水流量；S0—進水有機底物濃度；X0—進水微生物濃度曝氣池：S—曝氣池有機底物濃度；X—曝氣池中微生物濃度（注意：揮發(fā)性懸浮固體濃度,MLVSS）；V—曝氣池體積；進入二沉池中的混合液物質組成與曝氣池中混合液一致；回流污泥：R——污泥回流比；XR—回流污泥濃度（MLVSS)；剩余污泥：Qw—剩余污泥排放量；出水：Xe——出流水中帶走的微生物濃度；S、X穩(wěn)定不變。S，X，V二沉池曝氣池回流污泥剩余污泥Qw，XR出水(Q-QW)，S，XeRQ，XRQ，S0，X0(1+R)QS，X進水完全混合活性污泥法的典型流程5整理ppt勞倫斯-麥卡蒂數(shù)學模型

※污泥泥齡：又稱微生物平均停留時間，是指反應系統(tǒng)（曝氣池）內的微生物全部更新一次所用的時間，在工程上，就是指反應系統(tǒng)內總的活性污泥質量與每日排出的活性污泥質量之比。以θC表示，單位為d。（12-2）思考：曝氣池中活性污泥的總量一定時，污泥負荷越高，污泥泥齡越長還是越短？6整理pptSe，X，V二沉池曝氣池回流污泥剩余污泥Qw，Se，XR出水(Q-QW)，Se，XeRQ，Se，XRQ，S0，X0(1+R)QSe，X進水系統(tǒng)邊界根據(jù)上圖及污泥泥齡的概念，得：在一般條件下，Xe值可以忽略不計，上式可簡化為：※※應用時注意污泥濃度單位的統(tǒng)一勞倫斯-麥卡蒂數(shù)學模型

7整理ppt【例】某活性污泥系統(tǒng)曝氣池容積1000m3,污泥濃度MLSS=3000mg/L。若該系統(tǒng)污泥泥齡為10d，排放剩余污泥含水率為99%，密度為1000kg/m3，則每日排放的剩余污泥量(QW)是多少（m3/d）？解：根據(jù)污泥泥齡的定義：根據(jù)剩余污泥的含水率和密度，則每日排的剩余污泥體積為：8整理ppt建立整個系統(tǒng)活性污泥（微生物）的物料衡算式：S，X，V二沉池曝氣池回流污泥剩余污泥Qw，XR出水(Q-QW)，S，XeRQ，XRQ，S0，X0(1+R)QS，X進水系統(tǒng)邊界進水及出水的微生物濃度可以忽略，于是上式變?yōu)?（1）勞倫斯-麥卡蒂數(shù)學模型

9整理ppt將微生物生長的基本方程代入并整理得：Y—活性污泥產率系數(shù)，kgVSS/kgBOD；Kd—內源代謝系數(shù)；—底物降解速率，kgBOD/(m3d)。勞—麥第一基本方程（2）勞倫斯-麥卡蒂數(shù)學模型

10整理pptS，X，V二沉池曝氣池回流污泥剩余污泥Qw，S，XR出水(Q-QW)，S，XeRQ，XRQ，S0，X0(1+R)QS，X進水系統(tǒng)邊界以曝氣池作為衡算系統(tǒng)，建立有機物底物的物料平衡:※※（3-16）（3）數(shù)學模型勞倫斯-麥卡蒂數(shù)學模型

式(3)與式（2）聯(lián)立后，整理得：11整理ppt※※全系統(tǒng)活性污泥的物料衡算式曝氣池有機底