《排水工程》第34講:活性汙泥反應動力學的4個假設、3個內容、3個公式和3個產率係數

2021-01-20 淼知水圈
大家好,歡迎關注淼知水圈,今天咱們繼續學習下有關《排水工程》第34講部分的小知識,本節內容重要指數:★★★★★

上一節主要講解活性汙泥法的6大控制指標,是絕對需要大家掌握的重點內容,詳見汙水處理精華:活性汙泥法設計計算公式匯總,必須掌握這6點。

本節主要講解活性汙泥反應動力學基礎,主要包括4個假設、3個內容、3個公式和3個產率係數,同樣需要大家注意。

01  活性汙泥反應動力學4個假設

活性汙泥反應動力學模型以完全混合式曝氣反應池為基礎建立,經過修正後應用到推流式曝氣反應池系統。

那在研究活性汙泥反應動力學前,假定的4個假設條件是什麼呢?其實就是一種理想化界定條件,這種條件在現實中是很難滿足的,但是為了理論模擬,所做出的的一種假定條件。

1.活性汙泥系統運行時處於穩定狀態;

2.活性汙泥在二沉池內不產生微生物代謝活動且活性汙泥泥水分離良好;

3.進入活性汙泥系統的有毒物質和抑制物質不超過其毒閾濃度(也就是說有毒物質的量不影響活性汙泥的降解作用,也可以理解為有毒物質的極限允許濃度);

4.進入曝氣反應池的原汙水中不含活性汙泥。

這個知識點只是一個入門級的假定條件,一般情況下甚至連知識選擇題也很少考到,大家稍作了解即可。

02  活性汙泥反應動力學3個內容

活性汙泥反應動力學研究的目的在於,對活性汙泥反應機理進行研究,探討活性汙泥對有機物的代謝降解過程,方便的對反應速率加以控制和調節。

對於活性汙泥反應動力學,總結起來有以下3點內容。

1.有機物的降解速率與有機物濃度、活性汙泥微生物量等因素之間的關係;

2.活性汙泥微生物的增殖速率(即活性汙泥的增長速率)與有機物濃度、微生物量等因素之間的關係;

3.微生物的耗氧速率與有機物降解、微生物量等因素之間的關係。

畢竟構成活性汙泥法的三個要素就是微生物、食料和溶解氧,所以活性汙泥法反應動力學的研究必然是以這三種成分為對象,其中第一、二條就是微生物與食料之間的關係,第三條就是微生物與溶解氧之間的關係。

這一部分內容在考試時也不是常考點,稍作了解即可。

03  活性汙泥反應動力學3個公式

這一節內容是本節重點,有關於活性汙泥反應動力學的3個公式是歷年知識選擇題常考點,但是目前為止僅有一次在案例計算當中出現,就是關於勞-麥方程應用。這三個重要公式總結如下所示。

(1)米-門公式

米-門公式是一個理論公式,它表示的是有機物在準穩態酶促反應條件下,有機物的反應(降解)速率方程。

關於米-門公式,一般不會在案例計算當中出現,僅作為一個常識知識點了解其是一個理論公式,表示的內容即可,至於公式不用記,案例不會考到。

(2)莫諾特方程

莫諾特方程是一個實驗式,它表示的是純種微生物在單一有機物培養基中,微生物的增殖速率與有機物濃度之間的關係。

關於莫諾特方程,同樣不會在案例計算當中出現,了解其是一個實驗式,以及其表示的內容即可,重點是純種微生物、單一有機物這兩個字樣,有時選項中會故意混淆來出。

(3)勞-麥方程

勞-麥方程是把米-門方程和莫諾特方程聯繫在了一起,以微生物的增殖速率與有機物的降解速率為基礎提出的,並且在這個方程中提出了單位微生物的有機物利用率概念。

對於勞-麥方程,教材中有許多推導公式,但是最重要,歷年真題中考察過的就以上一個公式,考察方向為汙泥齡和產率係數之間的關係,其餘公式可以不看,畢竟大多是一些中間推導式,案例不會考到,但是一旦遇到汙泥齡和產率係數之間的關係時,需要想到莫諾特方程這個公式。

04  活性汙泥反應動力學3個產率係數

這三個產率係數是總產率係數Yt、合成產率係數Y以及表觀產率係數Yobs。關於這三個產率係數是本節最重點內容,不但是案例考試題常考點,而且也算是一個難點,需要大家熟練掌握。

1.總產率係數(Yt):表示生物處理系統內去除單位有機物產生的汙泥總量,含內源呼吸衰減時和汙水中懸浮物固體量,其針對的是MLSS,其單位為kgss/(kgBOD5)。

2.合成產率係數(Y):表示生物處理系統內去除單位有機物產生的汙泥量,包括微生物內源呼吸作用而衰減的量,其針對的是MLVSS,其單位為kgvss/(kgBOD5)。

3.表觀產率係數(Yobs):表示的是生物處理系統內去除單位有機物產生的汙泥量,不包括微生物內源呼吸作用而衰減的量,其針對的是MLVSS,其單位為kgvss/(kgBOD5)。

用這三個產率係數表示剩餘汙泥量△X(單位kgss/d)有以下等式關係。

△X=YQ(So-Se)-KdVXv+fQ[(SS)o-(SS)e]=YtQ(So-Se)=YobsQ(So-Se)+fQ[(SS)o-(SS)e]

1.△X——剩餘汙泥量,kgvss/kgBOD5;

2.Y——汙泥合成產率係數,kgvss/(kgBOD5);

3.Yt——汙泥總產率係數,kgss/(kgBOD5);

4.Yobs——汙泥表觀產率係數,kgvss/(kgBOD5);

5.Q——設計平均日汙水量,m3/d;

6.So——生物反應池進水5日生化需氧量,kg/m3;

7.Se——生物反應池出水5日生化需氧量,kg/m3;

8.Kd——衰減係數,d-1;

9.V——生物反應池容積,m3;

10.Xv——生物反應池內混合液揮發性懸浮固體平均濃度,gMLSS/L;

11.f——SS的汙泥轉化率,宜根據實驗資料確定,無實驗資料時可取0.5~0.7gMLSS/gSS;

12.(SS)o——生物反應池進水懸浮物濃度,kg/m3;

13.(SS)e——生物反應池出水懸浮物濃度,kg/m3;

14.X——生物反應池內混合液懸浮固體平均濃度,gMLSS/L。

對於這個公式中的f,千萬不要和f(MLVSS/MLSS)弄混淆,這兩個f指代的意義不一樣。還要注意的一點就是系統排泥量和汙泥淨增量,也就是△X和△Xv之間的區別,這兩個量用公式表示如下。

1.△X=YQ(So-Se)-KdVXv+fQ[(SS)o-(SS)e]=YtQ(So-Se)=YobsQ(So-Se)+fQ[(SS)o-(SS)e]

2.△Xv=YQ(So-Se)-KdVXv=YobsQ(So-Se)

各參數含義見以上所述。

05  本節總結

本節中最重要的兩個考點,一個是米-門方程、莫諾特方程和勞-麥方程指代的意義,另一個是三個產率係數之間的關係,尤其是三個產率係數,屬於重點中的重點,需要大家熟練掌握。本節內容需要大家掌握的點,總結如下所示。

1.米-門公式是一個理論公式,它表示的是有機物在準穩態酶促反應條件下,有機物的反應(降解)速率方程。

2.莫諾特方程是一個實驗式,它表示的是純種微生物在單一有機物培養基中,微生物的增殖速率與有機物濃度之間的關係。

3.勞-麥方程是把米-門方程和莫諾特方程聯繫在了一起,以微生物的增殖速率與有機物的降解速率為基礎提出的,並且在這個方程中提出了單位微生物的有機物利用率概念。

4.總產率係數(Yt):表示生物處理系統內去除單位有機物產生的汙泥總量,含內源呼吸衰減時和汙水中懸浮物固體量,其針對的是MLSS,其單位為kgss/(kgBOD5)。

5.合成產率係數(Y):表示生物處理系統內去除單位有機物產生的汙泥量,包括微生物內源呼吸作用而衰減的量,其針對的是MLVSS,其單位為kgvss/(kgBOD5)。

6.表觀產率係數(Yobs):表示的是生物處理系統內去除單位有機物產生的汙泥量,不包括微生物內源呼吸作用而衰減的量,其針對的是MLVSS,其單位為kgvss/(kgBOD5)。

7.△X=YQ(So-Se)-KdVXv+fQ[(SS)o-(SS)e]=YtQ(So-Se)=YobsQ(So-Se)+fQ[(SS)o-(SS)e]

8.△Xv=YQ(So-Se)-KdVXv=YobsQ(So-Se)

好了那關於今天的分享咱們就說到這裡,小夥伴們可以長按下方二維碼加好友,如果您是註冊給排水考證,則註明「考證」,如果您是環保水處理從業者,則註明「環保」二字,拉您進群交流,這樣才能夠最快的提升大家的技術水平哦!

相關焦點

  • 化學解偶聯劑在活性汙泥工藝中的汙泥減量作用研究進展
    氧化過程為放能反應或稱分解代謝,磷酸化則為吸能反應或稱合成代謝,所以體內的吸能與放能反應總是偶聯進行的,一個吸能反應無法獨立進行。  在活性汙泥工藝中,電子通過電子傳輸系統(ETS),電子從高能量水平的電子源(底物)轉移到終端電子受體(氧氣)[3].微生物以廢水中的汙染物(基質)作為生長的碳源和能源,將汙染物從廢水中去除,並將其轉化為新細胞質和CO2或其他形式。
  • 活性汙泥工藝的設計計算方法探討 - 論文-中國水網
    周雹1,周丹2,張禮文3,於福海4(1.天津市市政工程設計研究院,天津300051;2.中國市政工程華北設計研究院,天津300074;3.撫順市排水公司,遼寧撫順113006;4.淄博市臨淄區城建水廠,山東淄博255400)  摘 要:對活性汙泥工藝的三種設計計算方法:汙泥負荷法、泥齡法、數學模型法的優缺點進行了評述
  • 汙泥處理的3種方式介紹
    《室外排水設計規範》7.3.1條規定:根據汙泥性質、環境要求、工程條件和汙泥處置方式,選擇經濟適用、管理方便的汙泥消化工藝,可採取汙泥厭氧消化或汙泥好氧消化工藝。汙泥厭氧消化系統由於投資和運行費用相對較省、工藝條件(汙泥溫度)穩定、可回收能源(汙泥氣綜合利用)、佔地較小等原因,採用比較廣泛;但工藝過程的危險性較大。
  • 《Angew》突破瓶頸:大膽假設,小心求證,實現可控,低分散係數...
    膦腈有機催化劑具有高而可調控的鹼性和非親核性的特徵,被證實是良好的開環聚合催化劑。在先前的報導中,儘管該催化劑在雜環丙烷單體和鄰苯二甲酸酐(PA)的共聚反應中展現了超高的催化活性,但是反應後仍然面臨之前上述所遇到的問題(副產物)。在該催化劑中,相較於t-BuP 1和t-BuP 2,t-BuP 4擁有最高的鹼性以及催化活性,其本身並不適用於可控開環聚合反應。
  • 3個公式,幫你提升閱讀和寫作的能力
    培訓的內容從如何選材、如何速讀提煉書籍精華,如何概括、如何抓重點運用邏輯論證觀點,到最後如何把閱讀內容變成文字輸出。其中,老師教的"閱讀"、"抓重點"和"三段論"這三個公式印象比較深刻,在此,分享給大家。掌握三個公式,對寫作能力的提高肯定會有很大的幫助。一、閱讀公式閱讀公式:人物+目的+事件和2W公式。
  • 住建部公布《鎮(鄉)村排水工程技術標準》(徵求意見稿)
    住建部近日公布國家標準《鎮(鄉)村排水工程技術標準(徵求意見稿)》,本標準的主要技術內容包括:1 總則;2 術語和符號;3 鎮(鄉)排水;4 村排水;5 檢測和控制;6 施工和質量驗收;7 運行和維護。
  • 活性汙泥法處理工藝12種方法分析
    序批式活性汙泥法序批式活性汙泥法(Sequencing Batch Reactor,簡稱SBR)是國內外近年來新開發的一種活性汙泥法,其工藝特點是將曝氣池和沉澱池合而為一,生化反應雖分批進行,基本工作周期可由進水、反應、沉澱、排水和閒置五個階段組成。
  • 22個汙泥處理處置案例詳解
    項目名稱:竹園片區汙泥處理處置擴建工程項目推薦單位:北京藝高人和工程設備有限公司項目所在地:上海浦東隨塘路4915號項目類別:市政汙泥處理處置項目概況描述工程名稱:竹園片區汙泥處理處置擴建工程建設單位:上海市城市排水有限公司服務對象:竹園第一、第二汙水處理廠及升級補量工程汙水處理產生的脫水汙泥
  • 女人「減脂」可以選擇3個方法,第1個效果快,第3個不易反彈
    第1階段:時間段是前三天,這三天不吃飯,只能喝水,以此來排出身體的毒素垃圾。第2階段:時間段是第4-11天,在這期間不吃主食,只能依靠蔬菜和水果維持身體運轉。第3階段:時間段是第13-21天,最後一段時間慢慢恢復正常飲食,但每餐保持七分飽,睡前五小時不能吃東西。
  • 排水工程設計需要注意的七個方面
    廚房、衛生間的布置一般由建築專業完成,有的主臥帶衛生間的房型通常有臥室的梁在衛生間板下,如果建築與給排水專業沒有配合好,導致DN100的汙水橫支管走在梁下太低,佔去過多有效淨高,對於要求汙廢分流的工程(如上海地區),潔具的平面布置不合理又經常會造成汙水橫支管和廢水橫支管在下一層衛生間頂部交叉,也影響到下層空間的淨高。
  • 自來水幹汙泥量的計算公式
    北極星水處理網訊:自來水幹汙泥量的計算公式主要有3種:一、日本水道協會推薦採用(2)式計算幹汙泥量:S=Q(TE1+CE2)×10-6(2)式中S——幹汙泥量,t/d;Q——自來水廠淨水量,m3/d;T——原水濁度,NTU;E1—
  • 全球首個運行的厭氧氨氧化工程實例!
    北極星水處理網訊:1、全球運行的厭氧氨氧化的工程實例!由於厭氧氨氧化細菌生長緩慢, 代時長, 並且細胞濃度至少需達到10∧10−10∧11個/mL才能較好地顯現厭氧氨氧化活性, 故多採用汙泥停留時間較長的反應器。
  • 3大水處理領域,180個常用專業名稱解析,你未必全都懂!
    7、甲基橙鹼度;就是以甲基橙作指示劑所測得的鹼度(滴定終點pH=3.1~4.4)。   8、總酸度;酸度指水中能與強鹼發生中和作用的物質的總量,包括無機酸、有機酸、強酸弱鹼鹽等。   9、總硬度;在一般天然水中,主要是Ca2+和Mg2+,其它離子含量很少,通常以水中Ca2+和Mg2+的總含量稱為水的總硬度。
  • 餘氯對活性汙泥的影響及對策!
    1、餘氯對活性汙泥的影響1、餘氯的殺菌作用氯系消毒劑的殺菌原理是水解形成游離的次氯酸單體(這就是咱們說的餘氯:氯以單質或次氯酸鹽形式投如水體後 , 經水解生成游離性有效氯 , 包括含氯氣、次氯酸和次氯酸鹽離子等形式 , 總稱餘氯 。)
  • 高考物理複習的3個方法和5個重點
    在物理學科方面,呼吸機與氣體實驗定律、物資運輸中的動力學和運動學問題、方艙醫院建築過程中的平衡問題等等都有可能作為試題背景出現。除此之外,還要關注重大的科技事件,如2020年3月9日,中國的北鬥導航衛星第54顆衛星發射,2020年6月,最後一顆也就是第55顆北鬥衛星即將發射,中國北鬥衛星組網將全面完成,其中涉及地球同步衛星、傾斜地球同步軌道衛星、中圓軌道衛星等概念與萬有引力的知識結合的問題值得關注。  2.總結常規難點的常見題型。
  • 感應電動勢分類與3個公式-電子發燒友網
    打開APP 感應電動勢分類與3個公式 發表於 2019-11-18 09:24:59 感應電動勢分類 感應電動勢分為感生電動勢和動生電動勢。 第一類:動生電動勢:磁場恆定,導體或迴路運動→動。 第二類:感生電動勢:磁場隨時間變化,導體或迴路靜止→感。
  • 化學反應工程Ⅰ 化學反應動力學
    本篇開始,就是反應工程的內容啦。化學反應工程是研究化學反應器或包含化學反應過程的化工單元的課程。
  • 《湖南省鄉鎮排水與汙水處理專項規劃設計技術導引》印發
    將原導引的結構框架進行調整,增加了基本規定、排水防澇、雨水徑流汙染控制等內容;3. 更新了相關的標準、規範和法規政策;4. 對汙水處理廠(站)的規模、選址以及工藝等重新進行了論證。將原導引的結構框架進行調整,增加了基本規定、排水防澇、雨水徑流汙染控制等內容;3. 更新了相關的標準、規範和法規政策;4. 對汙水處理廠(站)的規模、選址以及工藝等重新進行了論證。   本導引由湖南省住房和城鄉建設廳負責管理,由湖南省建築設計院有限公司負責具體技術內容的解釋。
  • 利用活性汙泥水解發酵 補充碳源優化脫氮除磷
    對於特定汙水處理廠,制約其生物脫氮除磷效果的直接因素是進水中的有機物濃度及其可利用性,為了獲得可靠的生物脫氮效果,進水COD/TKN至少要達到7~8以上,而我國很多汙水處理廠COD/TKN卻在3~5之間;對於EBPR,進水COD/TP≥40,可快速降解有機物(rbCOD)與TP比值至少要在18~20以上,或VFA/TP≥4~7,厭氧區揮發性脂肪酸VFA濃度至少要達到25mg/L,才有可能獲得比較滿意的除磷效果
  • 吃透小學奧數技法:熟練使用這34個公式,分分鐘搞定小學奧數
    下面再為你提供我們總結出來的一些學習小學奧數的技巧,只要能把下面34個公式熟練運用,就已經能解決你很多問題了。 34個小學奧數必考公式 1、和差倍問題: 和差問題 和倍問題 差倍問題 已知條件 幾個數的和與差 幾個數的和與倍數 幾個數的差與倍數 公式適用範圍 已知兩個數的和