短程硝化邊界條件的分析和動力學(xué)模型的建立.pdf

1、短程硝化控制條件苛刻,難以實現(xiàn)穩(wěn)定的亞硝酸鹽積累。因此,本文通過建立數(shù)學(xué)模型,研究短程硝化的邊界條件和反應(yīng)規(guī)律,指導(dǎo)實驗研究和工藝參數(shù)的選擇。
　　作者進行短程硝化反應(yīng)器的啟動,并利用搖床實驗和灰色關(guān)聯(lián)度分析對模型的變量進行了選擇。搖床試驗采用單因素試驗,起始參數(shù)選擇T=30℃、pH=7.5、DO=2mg/L、[NH4+-N]=80mg/L、[Cl-]=0、[K+]=0?；疑P(guān)聯(lián)度分析的分辨系數(shù)取p=0,選擇出與亞硝酸鹽濃度關(guān)聯(lián)度

2、系數(shù)大的溫度、pH、DO、氨氮濃度和污泥停留時間作為數(shù)學(xué)模型的變量。
　　本文以Monod模型為基礎(chǔ)建立了短程硝化邊界模型。因為目前短程硝化工藝主要采用基質(zhì)限制和污泥齡調(diào)節(jié)兩種方式控制,所以作者分別建立了基質(zhì)邊界模型和污泥齡邊界模型。其中,基質(zhì)邊界模型由簡到繁分為單基質(zhì)、雙基質(zhì)和考慮抑制作用三個層次,分別反映了理想條件、低氨氮和高氨氮三種情況。
　　通過用MAPLE軟件對兩種邊界模型進行模擬,兩種控制方式的可行性得到了理論驗

3、證。研究主要得到如下結(jié)論:游離氨的抑制作用強于游離亞硝酸。高氨氮條件下,推薦pH=8,這時能夠淘汰NOB(亞硝酸鹽氧化菌),且DO允許范圍很大。但低氨氮條件下,單一采用DO或pH控制很難實現(xiàn)短程硝化過程。為此,可以采用進一步降低總氮、升高pH(推薦pH=9)的方法增加DO允許范圍。另外,AOB和NOB的電子供體最小濃度特別小(數(shù)量級為0.01mg/L),因此不能通過降低電子供體濃度達到短程硝化過程。而且溫度升高后,可適當(dāng)提高污泥負(fù)荷,減

4、小停留時間。當(dāng)溫度提高到25℃以上AOB(氨氧化菌)、NOB世代時間分離度增大,有利于短程硝化過程的實現(xiàn)。
　　本文以活性污泥3號模型(ASM3)為基礎(chǔ)建立了8種組分、8個動力學(xué)反應(yīng)過程的短程硝化動力學(xué)模型,氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的皮爾遜相關(guān)系數(shù)分別高達0.445、0.982和0.788。通過AQUASIM軟件對不同條件下的反應(yīng)過程進行模擬,得到了理論下的推薦條件:污泥齡1.0-1.5天,溶解氧濃度1.0-5.0mgDO/L,