厌氧水解—二段生物接触氧化法处理生活污水动力学探究

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1、厌氧水解—二段生物接触氧化法处理生活污水动力学探究　　摘要：利用厌氧水解-二段生物接触氧化法处理生活污水的小试试验，对该工艺的基质降解动力学进行分析。根据反应器内基质消耗过程的物料平衡，推算出工艺降解有机物的动力学模型及相关动力学常数。关键词：厌氧水解；二段生物接触；生活污水；动力学研究中图分类号：X703.1；X799.3文献标识码：A文章编号：0439-8114（2013）20-4923-03DynamicStudiesonTreatmentofDomesticSewagebyAnaerobicHydrol

2、ysis-BinaryBiologicalContactOxidationCHENJUN-fen，TIANLiu，ZHANGLi，QUCHUN-xiang，ZHENGHai-teng，MAYu-bao，DAIJie（CollegeofChemistryandEnvironmentalEngineering，YangtzeUniversity，Jingzhou434023，Hubei，China）Abstract：Basedonthesmall-seakeexperimentsofdomesticsewagetr

3、eatmentwithanaerobichydrolysis-binarybiologicalcontactoxidation，8substratedegradationdynamicsoftheprocesswasanalyzed.Accordingtothematerialbalanceofthesubstrateconsumptioninreactor，thedynamicmodelandtherelevantdynamicconstantsofthedegradationoforganicswereca

4、lculated.Keywords：anaerobichydrolysis；binarybiologicalcontactoxidation；domesticsewage；dynamicstudies二段生物接触氧化法（以下简称二段法）是将传统生物接触氧化池分为两段，可以充分发挥同类微生物种群的协同作用，克服不同微生物种群间的拮抗作用，大大提高处理效率[1，2]。目前国内外该类装置的设计大都根据污水量标准或经验数据和经验公式确定处理单元的大小[3]。数理模型可表征污水处理过程中污染物降解等参数之间的定量关系，可

5、用于指导反应器的设计及优化。应用数学模型对水解酸化—二段生物接触氧化工艺处理污染物的机理过程进行分析，计算出基质降解动力学参数，以期为工艺的最优化设计及运行研究提供依据。1工艺流程试验装置如图1所示，由钢化玻璃制成，池体内设挡板将其分为三部分，1个厌氧水解池，2个生物接触氧化池，每个池的有效容积为9.2L，有效水深184mm，总有效容积为27.6L。8系统采用空压机供气，曝气沙头曝气，曝气量由玻璃转子流量计控制。反应器通过蠕动泵从厌氧端进水，经降解处理后由好氧端出水。厌氧水解池和A段生物接触氧化池内填料为美国科

6、恩公司生产的悬挂式生物带，B段生物接触氧化池内填料为湖北科亮生物环保公司生产的悬浮式蜂窝填料。两种填料性能比较见表1。试验期间污水取自长江大学校园生活污水，进水pH7.0～7.5，化学需氧量（CODCr）90～150mg/L，NH4+-N20～40mg/L，固体悬浮物（SS）100～150mg/L。水质分析采用国家标准方法：NH4+-N采用纳氏试剂光度法测定；NO3--N采用酚二磺酸分光光度法测定；NO2--N采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法测定；CODCr采用重铬酸钾法测定。2动力学模型的建立2.1厌氧水解

7、段方春玉等[4]通过对厌氧生物流化床处理啤酒废水动力学研究得出，厌氧反应器中混合基质的降解模型用Monod关系表示时可能会产生较大误差。本试验厌氧段选择Eckenfelder模式[5]，当系统稳定运行时，可得Us=K2Se=（S0-Se）/xt（1）式中，Us为基质的比去除速度；S0、Se为进、出水基质浓度；t为水力停留时间；x为微生物浓度；K2为动力学常数。8依据公式（1）得厌氧段试验结果见表2。以Se为横坐标，Us为纵坐标作图，得图中曲线斜率即K2=0.0008（图2），去除0.0039的误差，得水解段基质

8、降解动力学模型为Us=0.0008Se，相关系数R=0.9674。2.2好氧接触段生物降解有机物是一个非常复杂的过程，在研究好氧动力学时必须有以下假定[6]：整个工艺处理系统处于稳态；反应器内溶液处于完全混合状态，微生物浓度和底物浓度不随反应器位置而变化；进入生物反应器的污水基质为溶解态，并且不含有微生物群体；生物膜量远远大于水中悬浮生物固体含量，水中悬浮生物量可以忽略。根据顾夏声[7