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

第二節(jié)好氧懸浮生長處理技術(shù)(二）活性污泥系統(tǒng)生物動力學(xué)方程（數(shù)學(xué)模型）1整理ppt建立模型的假設(shè):(1)曝氣池處于完全混合狀態(tài)。(2)進(jìn)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(shè)為零。(3)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)（穩(wěn)態(tài)反應(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)系統(tǒng)：輸入速率－輸出速率＋轉(zhuǎn)化速率=0穩(wěn)態(tài)非反應(yīng)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(yīng)系統(tǒng)的條件：1、進(jìn)水量穩(wěn)定，且進(jìn)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(jìn)水完全混合活性污泥法的典型流程4整理ppt進(jìn)水：Q—進(jìn)水流量；S0—進(jìn)水有機(jī)底物濃度；X0—進(jìn)水微生物濃度曝氣池：S—曝氣池有機(jī)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(jìn)入二沉池中的混合液物質(zhì)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(jìn)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(xué)模型

※污泥泥齡：又稱微生物平均停留時間，是指反應(yīng)系統(tǒng)（曝氣池）內(nèi)的微生物全部更新一次所用的時間，在工程上，就是指反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)總的活性污泥質(zhì)量與每日排出的活性污泥質(zhì)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(fù)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(jìn)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(yīng)用時注意污泥濃度單位的統(tǒng)一勞倫斯-麥卡蒂數(shù)學(xué)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(jìn)水系統(tǒng)邊界進(jìn)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(xué)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(chǎn)率系數(shù)，kgVSS/kgBOD；Kd—內(nèi)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(xué)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(jìn)水系統(tǒng)邊界以曝氣池作為衡算系統(tǒng)，建立有機(jī)物底物的物料平衡:※※（3-16）（3）數(shù)學(xué)模型勞倫斯-麥卡蒂數(shù)學(xué)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(jī)底