ABR反应器基质降解动力学有关参数的试验研究

通过静态模拟实验探讨了厌氧折流板反应器各级基质降解动力学。试验结果表明在25℃条件下,各级有机底物最大比降解速率Vmax和饱和常数Ks分别依次为3.06/d-1、1.52/d-1、0.97/d-1和20157.89mg/L、2947.38mg/L、7007.40mg/L。通过各级Vmax的比较可知,级中微生物活性最大,微生物处于对数增殖期,而、级中微生物处于减速增殖期或内源呼吸期。

不同污泥龄厌氧氨氧化菌的脱氮效能及其动力学特性

为研究不同污泥龄(SRT)条件下厌氧氨氧化菌的脱氮效能和动力学特性,采用一组SBR反应器研究梯度降低污泥龄过程中系统的NO2--N去除负荷(Nr)和NO2--N污泥负荷(Ns),并对各阶段厌氧氨氧化过程动力学特性进行分析.结果表明,污泥龄由21 d梯度降低到12 d,Nr由0.590 kg/(m3·d)降低到0.493 kg/(m3·d),单位MLVSS Ns由0.178 kg/(kg·d)提升到0.297 kg/(kg·d),系统整体的脱氮性能有所下降,但单位质量的厌氧氨氧化菌脱氮效率显著提升;采用莫诺(Monod)模型可以较好地模拟不同污泥龄运行阶段厌氧氨氧化菌的动力学行为,动力学分析表明,随着污泥龄的降低,NO2--N的最大比降解速率vmax由0.406 d-1提高到0.826 d-1,半饱和常数Ks由23.3 mg/L增加到95.3 mg/L,梯度降低污泥龄能够筛选纯化生长速率较快的厌氧氨氧化菌菌种,提升NO2--N的最大比降解速率,但厌氧氨氧化菌对底物的亲和性会逐渐变差,稳定性降低.

ADM1模型对生物强化厌氧产甲烷体系的模拟

利用厌氧消化1号模型(ADM1)对高氨氮条件下生物强化促进厌氧消化产甲烷体系进行模拟,对原始ADM1参数进行修正,进而对修正模型进行验证.基于生物强化对厌氧消化产甲烷过程影响的实验数据,结合敏感度分析及参数意义,提出3种假设,选择乙酸半饱和系数(ksac)、最大比乙酸降解速率系数(kmac)和氨氮抑制参数(KINH3,Xac)对原始ADM1进行修正.模拟结果表明,3种修正模型均可对生物强化过程进行较准确的描述,其中,修正kmac后的模型(ADM1_kmac)对甲烷产量和挥发性脂肪酸的拟合优度最高(R^2>0.87),说明在此过程中对kmac的修正更有意义.模型验证表明,修正后的ADM1_kmac模型可对生物强化技术强化厌氧消化产甲烷过程进行描述、分析及预测.

氨氮的浓度对短程硝化的影响及其动力学研究

通过模拟A/O污水处理工艺,文章研究了不同的进水氨氮(NH4+-N)浓度下,实现亚硝态氮(NO2--N)稳定累积的过程和机理,并对其进行反应动力学分析。结果表明,反应器进水NH4+-N浓度从40 mg/L开始,100、200、400、600、800 mg/L,最终浓度提高到1000mg/L的梯度变化下,氨氧化速率的下降比率最高为36.4%、亚硝酸盐氧化速率的的下降比率最高为96.0%,对亚硝酸盐氧化菌活性抑制效果显著。1000 mg/L进水NH4+-N浓度下NO2--N累积速率随溶解氧(DO)升高而提高,DO超过4.5 mg/L时NO2--N累积速率接近最大值,但结合实际经济效益与工程实践考虑DO取3.0~3.5 mg/L之间实现短程硝化效果最佳。使用莫诺模型拟合氨氧化菌(AOB)动力学行为,进水NH4+-N浓度从40 mg/L提高到1000 mg/L,反应器最大NH4+-N比氧化速率由0.23 d-1上升到0.74 d-1,AOB利用底物更快。