MBR污水处理过程中的微生物增殖动力学模型探讨.doc

MBR污水处理过程中的微生物增殖动力学模型探讨系 别环境科学与工程系专 业环境科学学 号9070221姓 名张丽珍 2010年6月13日摘要：为预测MBR污水处理反应器内污泥增长规律，根据MBR的特点，对MBR污水处理过程中COD和微生物量进行质量平衡计算，在此基础上由反应器内微生物增长特征，建立微生物增殖动力学模型，得出模型中污泥实际产率系数和污泥衰减系数的求解办法。模型的建立可为深入进行MBR处理污水的优化设计和运行控制提供理论依据。关键词：膜生物反应器 污泥浓度 动力学模型膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与活性污泥相结合的新型高效生物处理技术。用膜组件代替传统的二沉池，可以进行高效的固液分离，解决了传统工艺出水水质不稳定、污泥易膨胀等不足，具有许多其它生物处理工艺无法比拟的明显优势。膜生物反应器工艺流程：废水流入调节池，经过格栅，拦截污水中粗大的悬浮物及杂质。废水中的泥沙等杂质在调节池沉淀，污水经进水泵提升至生物反应器，通过空气泵供氧，在好氧条件下污水中的有机物被微生物降解，净化后的污水经膜组件排出，出水量由调节阀控制。模型的建立1建模原因建立一个合理的动力学模式，即可对现有系统的处理进行评价，以便及时发现问题，随时调整系统参数，取得更为稳定合理的处理效果;又可对新建系统的设计进行指导，以使反应器的设计更加合理化和科学化。2 建模假设条件（1）整个系统是在稳定状态下运行的（2）进入反应器内的废水中底物均是溶解性的，进水中不含微生物群体（3）活性污泥完全被截留在反应器内，反应器出水中也不含微生物群体（4）生物反应器内的物料是充分混合的（5）模型中没有考虑N，P及其他无机营养物质对有机物质的去除及细胞生长的影响。3物料恒算方程3.1水量平衡计算， （3-1）反应器体积水力停留时间污泥龄反应器进水流量，剩余污泥排放量， 膜出水流量，3.2微生物、底料的平衡计算 （3-2） （3-3） ，进水、膜出水、反应器和排放剩余污泥中的微生物浓度， ， ， ，进水、膜出水、反应器和排放剩余污泥中的COD浓度，底物消耗速率，微生物增值速率，累积项，进水流量、膜出水流量、剩余污泥排放速量，活性污泥反应时间反应器体积3.3微生物增值速率以Yo作为污泥表观产率系数(包括内源呼吸)，则有: （3-4）底物消耗速率，微生物增值速率，4得出模型由上述四个式子，推出如下公式，求得微生物浓度为： （3-5）在活性污泥法中，一般用和作为描述废水生物处理系统的微生物增长特征的参数。为活性污泥理论产率系数，指降解单位质量基质(COD)所能合成的污泥量，而在实际的设计和操作运转过程中经常应用的是表观产率系数，其与的关系为： （3-6）则将（2-6）代入（2-5）可得微生物增值模型为：今后的研究中，可以再继续考察不同污泥龄下各项相关指标的变化，很容易就可以求得和的值。对于普通活性污泥法的反应动力学参数，值的范围在之间，值在之间。5模型的验证与修正经过模型结构选择和参数估值，动力学模型已经基本建立，但还需要进行模型验证，以确定动力学模型的性能稳定性，模型验证需要采用实际监测的数据，