污水生物處理的基本概念和生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)ppt課件

1、第第1 1章章 污水生物處理的基本概念污水生物處理的基本概念 和生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)和生化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 1.1 基本速率表達(dá)式 Basic Rate Expressions 細(xì)菌生長動(dòng)力學(xué)，最常用的是莫諾特方程syn為合成的比生長速率，T-1aX為活性菌體的濃度，MxL-3S為限制生長速率的基質(zhì)濃度，MsL-3為最大比生長速率，T-1K為生長速率為最大比生長速率的1/2時(shí)的基質(zhì)濃度，MsL-3SKSdtdXX1synaasyn1 圖1-1 隨基質(zhì)濃度變化的合成和凈生長速率示意圖2 活性菌體需要能量以維持生命活動(dòng)（包括運(yùn)動(dòng)、修復(fù)和再合成、調(diào)節(jié)滲透壓、運(yùn)輸和散熱等細(xì)胞功能）bdtdXXdecaya

2、adec1b為內(nèi)源衰減系數(shù)，T-1。主要取決于細(xì)菌的種類和溫度，通常包括多種損失現(xiàn)象，溶菌作用、捕食、溶解物質(zhì)排泄和死亡dec為考慮衰減的比生長速率，T-1 內(nèi)源衰減來維持生長的能量和電子流，也就是細(xì)胞氧化自身以滿足維持所需求的能量。內(nèi)源衰減速率dec3 但并非所有損失的活性菌體都被氧化，產(chǎn)生微生物維持所需要的能量。 而是以惰性菌體累積。氧化速率為：bfdtdXXdrespaa 1df為活性菌體中可生物降解的部分，McCarty1975年發(fā)現(xiàn)，對(duì)于大部分微生物，其值接近0.84bSKSdtdXXdecsynaa1活性菌體的凈比生長速率（ ）是生長的和衰減的和：在S足夠低的情況下， 可能為負(fù)值b

3、dtdXXdecayaadec1SKSdtdXXsynaasyn15autXSKSqrutrq為基質(zhì)利用速率，MsL-3T-1為最大比基質(zhì)利用速率，MsMx-1T-1YqbSKSqY細(xì)胞生長速率來源于基質(zhì)利用速率，則莫諾特方程又有下列形式基質(zhì)利用和菌體生長關(guān)系為：Y為細(xì)胞合成的實(shí)際產(chǎn)率，MxMs-161.2 參數(shù)估值參數(shù)估值此表表明，生長速度快的細(xì)胞具有較大的 ，直接使產(chǎn)率Y增大，間接地得到大的 值。0sfq7 當(dāng)溫度達(dá)到微生物生長的最適宜溫度時(shí)，溫度每升高10，基質(zhì)利用速率大約提高1倍，可近似表示為2020)07. 1 (TTqqRTTRTTqq)07. 1 (20q 是 在20時(shí)的值，如未

4、知，則該式可表示為qRTRTq是任何一個(gè)已知 的參考溫度81.3 基本質(zhì)量平衡基本質(zhì)量平衡出水進(jìn)水,0SQ,Q,S,aXiX體積V底物S活性菌體Xa惰性菌體Xi恒化器示意圖9aaQXVX0SSQVrut00根據(jù)穩(wěn)態(tài)質(zhì)量平衡，則有：活性菌體基質(zhì)bSKSqYautXSKSqr又：分別代入得：aaaQXVbXVXSKSqY0活性菌體基質(zhì)SSQVXSKSqa0010聯(lián)立 和aaaQXVbXVXSKSqY0SSQVXSKSqa00求得：QVbQVqYQVbKS11QVbSSYXa110QV為水力停留時(shí)間11x為固體停留時(shí)間（SRT），也稱為平均細(xì)胞停留時(shí)間（MCRT）或者污泥齡在恒化器處于靜態(tài)的時(shí)候，x

5、1活性生物量的產(chǎn)率系統(tǒng)中的活性生物量x即泥齡是凈比生長速率的倒數(shù)對(duì)于恒化器，系統(tǒng)產(chǎn)生的所有菌體都隨出水排出，則aaxQXVX12所以有：xxxbqYbKS11xabSSYX110圖1-2 S和Xa隨的x的變化示意圖以及x，S和Xa的極限值13從圖中可以看出：1）當(dāng) 非常小時(shí)， 這種情況稱污泥流失，x0,0aXSS不能去除基質(zhì)，沒有活性菌體累積剛剛產(chǎn)生污泥流失時(shí)的 值稱為xminxbKbqYSSKx00min隨著 增大， 增大，逐漸達(dá)到其極限值：0SminxbqYx1limmin14SbqYbKSmin2）對(duì)于所有的 隨著 增加而單調(diào)下降minxxSx3）對(duì)于很大的 接近極小值 ， 是維持穩(wěn)態(tài) 菌體需要的最小基質(zhì)濃度minSminSx如果 ，細(xì)胞的凈生長速率就是負(fù)數(shù)，菌體不會(huì)累積而將逐漸