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1、好氧颗粒污泥溶解氧传递孙贺江(天津大学环境科学与工程学院,天津300072)摘要:假定颗粒污泥为球状,通过实验确定动力学参数,建立氧传质模型并进行了验证。结果表明,利用失活颗粒污泥DO变化,得出颗粒污泥氧扩散系数为0·45×10-9m2·s-1;利用烧杯实验,得出了氧比消耗速率0·10gO2·(gMLSS)-1·h-1,氧半饱和常数为0·65mg·L-1。模型求解发现,表面DO越大,DO梯度越大,颗粒污泥表面径向传质能力越强,氧穿透颗粒污泥的距离越远,但是粒径很大时(如半径1·5mm),虽然表面DO为4·0mg·L-1,但依然没有穿透颗粒污泥,当r/R为0·49~0·65之
2、间时,DO梯度迅速为0;在颗粒污泥半径很小(<0·5mm)时,氧完全能穿透整个粒径,同时梯尔模数足够小,内扩散有效因子接近1不变,氧扩散可忽略不计;对于相同的梯尔模数,表面DO高时,内扩散有效因子越大,说明氧扩散的动力越强、受限制的程度越小。关键词:好氧颗粒污泥;氧传递;梯尔模数;内扩散有效因子OxygentransferinaerobicgranularsludgeSunHejiang(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Oxyg
3、entransferislimitedinaerobicgranulesbycompactmicrobialspatialstructure·Aerobicgranulesweresupposedtobespherical,andkineticparameterswerecalculatedthroughtests·Asimplifiedequationofmassbalanceforsteady-statediffusionofoxygenwassetupandverified·Effectivediffusivitywas0·45×10-9m2·s-1,throughd
4、issolvedoxygen(DO)changeofdeactivatedgranularsludge.Oxygenspecificconsumptionrateandoxygenhalfsaturationcoefficientwere0·10gO2·(gMLSS)-1·h-1and0·65mg·L-1throughbeakertestundertheconditionofCOD400mg·L-1andNH4-N100mg·L-1.Thehighertheoxygenconcentrationandconcentrationgradient,thestrongerandt
5、hefurtheroxygencouldpenetrate·Whentheradiusofgranularsludgewasmorethan1·5mm,oxygencouldnotpenetrate,despiteoxygenconcentrationwas4·0mg·L-1·Whenr/Rwasbetween0·49and0·65,theconcentrationgradientbecamezero·Whentheradiuswasverysmall(lessthan0·5mm),oxygencouldfullypenetrateintogranules·Atthesam
6、etime,Thielemoduluswasverysmallandeffectivenessfactorwasnearto1,oxygendiffusionlimitationcouldbeneglected·Effectivenessfactorwaslargerwiththeincreaseofoxygenconcentration,whichmadeoxygenlimitationless.Keywords:aerobicgranularsludge;oxygentransfer;Thielemodulus;effectivenessfactor 引 言好氧颗粒污泥
7、技术是一种新型的生物膜法工艺,沉降速度快、反应活性高,其密实的微生物立体空间结构对液固间氧传递的限制作用,形成同步硝化反硝化的微环境[1-6],但也可能会限制整个反应器的处理能力。Martijn等[7]在上流式反应器中对气体含固率和质量传递进行了研究,确定了氧气液传质系数。Paul等[8]和Su等[9]对颗粒污泥的氧传质进行了研究,认为颗粒污泥反应器气液间氧传递过程仍符合双膜理论,而液固间氧传递过程则可忽略不计;同时Su等[9]建立了好氧颗粒的氧传质模型,但没有对模型进行验证。本研究假定好氧颗粒污泥为球状,仅考虑D
