摘(zhai)要(yao)：在沒有(you)很明顯(xian)的缺氧及厭氧段(duan)的活性污泥工(gong)藝中，人們曾多次觀察到同時(shi)硝化/反(fan)硝化現象。同時(shi)硝化/反(fan)硝化不需單獨設置缺氧段(duan)，容易滿足處理過程對碳源和堿度等條(tiao)件(jian)的要(yao)求。對反(fan)應過程很好(hao)地(di)進行 分(fen)析 ，將(jiang)使其(qi) 應用 范(fan)圍更廣泛。

關鍵詞(ci)：Carrousel氧化溝(gou) 硝化 反硝化 SND 。

前　言

在沒有很明顯的(de)缺(que)氧(yang)及厭(yan)氧(yang)段(duan)的(de)活性污泥工(gong)藝中，人們曾多次(ci)觀(guan)察(cha)到同時硝(xiao)化(hua)/反(fan)硝(xiao)化(hua)現(xian)象(xiang)。同時硝(xiao)化(hua)/反(fan)硝(xiao)化(hua)不需(xu)單獨設(she)置缺(que)氧(yang)段(duan)，容易(yi)滿足處理(li)過(guo)(guo)程(cheng)對碳(tan)源(yuan)和(he)堿度等(deng)條件(jian)的(de)要求。對反(fan)應過(guo)(guo)程(cheng)很好地進(jin)行分(fen)析，將使其(qi)應用(yong)范圍(wei)更廣泛。

1、Carrousel氧(yang)化溝中的同時硝化/反硝化現象

Carrousel氧化(hua)溝(gou)有很長的污泥(ni)齡，非(fei)常適合世代周期長的硝化(hua)細菌生長，進(jin)水(shui)pH值始終保(bao)持在(zai)7.0，污泥(ni)回流比1：1，系(xi)統中的污泥(ni)濃度MLSS在(zai)3000mg/L左右，污泥(ni)沉降比SV%70～85%，CODCr的去(qu)除率始終在(zai)95%以上。

Carrousel氧(yang)(yang)化(hua)溝溶解氧(yang)(yang)分(fen)布(bu)見(jian)圖2，上層(ceng)0.8～1.5mg/L，下層(ceng)0.5～0.8mg/L，兩個曝氣(qi)葉輪(lun)之間(jian)的(de)(de)溶解氧(yang)(yang)濃(nong)(nong)度(du)是逐漸降低(di)的(de)(de)，且下層(ceng)溶解氧(yang)(yang)低(di)于上層(ceng)，但各(ge)溝道內并(bing)沒有明顯地形(xing)成缺氧(yang)(yang)段。由圖3各(ge)種形(xing)態氮(dan)變化(hua)可知(zhi)，在(zai)(zai)6個溝道中氨氮(dan)始(shi)終保(bao)持很低(di)的(de)(de)濃(nong)(nong)度(du)，說明顯著的(de)(de)硝(xiao)(xiao)化(hua)反應在(zai)(zai)這些(xie)溝道中發生，但TN在(zai)(zai)持續下降，硝(xiao)(xiao)態氮(dan)濃(nong)(nong)度(du)基本保(bao)持不(bu)變，在(zai)(zai)溝道的(de)(de)各(ge)部分(fen)硝(xiao)(xiao)態氮(dan)的(de)(de)形(xing)成和消耗速度(du)幾乎相等，這就表明硝(xiao)(xiao)化(hua)及反硝(xiao)(xiao)化(hua)反應在(zai)(zai)Carrousel氧(yang)(yang)化(hua)溝中同(tong)時發生。

2、Carrousel氧化溝數(shu)學模(mo)型的建立

Carrousel氧化(hua)溝(gou)是推流式(shi)與完全(quan)混(hun)合式(shi)反應器的(de)最佳結合。小試中葉輪(lun)1和2的(de)轉(zhuan)速較(jiao)(jiao)快(kuai)，混(hun)合充分，將這兩個反應區假設(she)為理想(xiang)的(de)完全(quan)混(hun)合反應器。葉輪(lun)3轉(zhuan)速較(jiao)(jiao)慢，只起推動水流的(de)作用，基本未起到(dao)充氧的(de)作用，因此(ci)葉輪(lun)2后的(de)各溝(gou)道與葉輪(lun)1、2之間(jian)的(de)各溝(gou)道均假設(she)為理想(xiang)的(de)推流式(shi)反應器，模式(shi)見圖4。

對(dui)于(yu)Carrousel氧化溝(gou)工藝(yi)，其中兩(liang)個完全混(hun)合反應器等(deng)體(ti)積，V1=V3=0.0125m3，溶解氧在1.0～1.5mg/L左右，為簡(jian)化模(mo)型，在構建數學模(mo)型時分別將其規(gui)定為常數1.5和(he)1.0mg/L。推(tui)流式反應器V2=0.0545m3，V4=0.14m3。Carrousel氧化溝(gou)工藝(yi)顯著的(de)特點是混(hun)合液體(ti)頻繁的(de)循(xun)環形(xing)成(cheng)很高的(de)混(hun)合液體(ti)循(xun)環率(lv)，取液內(nei)循(xun)環比(bi)R=20，污(wu)泥回流比(bi)r=1。

根據(ju)活性污(wu)泥1號模(mo)型寫(xie)出反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)速率(lv)方程(cheng)，對應(ying)(ying)(ying)于完全混(hun)合反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器和(he)推流(liu)式(shi)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器分別寫(xie)出物料衡算(suan)方程(cheng)。對應(ying)(ying)(ying)于每一(yi)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器將(jiang)各(ge)方程(cheng)聯立，便可(ke)組(zu)成(cheng)一(yi)個多元(yuan)微分方程(cheng)組(zu)，即(ji)為(wei)單位(wei)微元(yuan)的各(ge)種反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)物反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的數(shu)學模(mo)型。以自養(yang)菌為(wei)例，CFSTR反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器中動力學反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)方程(cheng)式(shi)如下：

PF反應器中動力學反應方程(cheng)式：

3、動態模擬

活性污(wu)泥模(mo)型中的(de)(de)動力(li)學(xue)(xue)參數(shu)和(he)化學(xue)(xue)計量學(xue)(xue)參數(shu)取(qu)ASM1中的(de)(de)推薦值，并(bing)根據實(shi)際(ji)溫度(du)對參數(shu)進行微調(diao)。采用(yong)龍格(ge)庫(ku)塔(ta)法(fa)求解由4個反(fan)應器組成的(de)(de)微分(fen)方(fang)程組，從而得(de)出模(mo)擬的(de)(de)出水(shui)水(shui)質(見(jian)圖(tu)5～8)，模(mo)擬結果與(yu)實(shi)測數(shu)據之間較(jiao)為吻合。

4、結論

4.1 Carrousel氧化(hua)溝各溝道內并沒有(you)明顯地形成(cheng)缺氧段，實驗室小試(shi)數(shu)據顯示硝化(hua)及反(fan)硝化(hua)反(fan)應在Carrousel氧化(hua)溝中同時發生(sheng);

 4.2 Carrousel氧化溝(gou)中(zhong)的(de)(de)葉(xie)輪(lun)和(he)溝(gou)道反應區，實(shi)現(xian)了完全混合和(he)推流式反應器的(de)(de)最佳結合。將(jiang)葉(xie)輪(lun)1、2、兩(liang)個(ge)反應區假設(she)為(wei)(wei)完全混合反應器，葉(xie)輪(lun)2后(hou)的(de)(de)溝(gou)道及葉(xie)輪(lun)1、2之間的(de)(de)各溝(gou)道分別(bie)假設(she)為(wei)(wei)推流式反應器，建立了Carrousel氧化溝(gou)的(de)(de)數學模型，即

4.3利用活性污泥1號模(mo)(mo)型進行動(dong)態模(mo)(mo)擬，模(mo)(mo)擬結果(guo)與(yu)實測值較(jiao)吻合(he)，驗證(zheng)了(le)所建模(mo)(mo)型的正確性。

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