单相活性污泥法脱氮系统的数学模型彭跃莲

:(100085),。彭跃莲(中国科学院生态环境研究中心)　　Barnard,,。　Barnard　　　　　　　　MATHEMATICMODELOFBIOLOGICALNITROGENCONTROLSYSTEMWITHSINGLESLUDGEMETHODPengYuelian(ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences)ABSTRACT　BasedontheBarnardsystemundermixedflowconditionforbiologicalnitrogencontrol,themaximumanaerobictimeofnitrobacterwasfirstputforward,andamathematicmodelforthesystemwasestablished.KEYWORDS　TheBarnardsystem　　Biologicalnitrogencontrol　　NitrobacterMaximumanaerobictime　　Mathematicmodel1　前　言,,、。,,。1　BarnardFig.1　Barnardsystem,Barnard,1。。Barnard,,,,。Barnard,,,,。,。6　4199712　　MINING&METALLURGYVol.6,No.4December　19972　系统的数学模拟1[1],。,,(DO0.5mg/L)。,,(DO≥2mg/L)。,,。,,。、,。,。,;NO-2NO-3,()。,()。,4、5。,、、、。2.1　,-,[2];,,。:(S0-Se)/θX=vmaxSe/(Ks+Se)(1):vmax,d-1;S0、Se、,mg/L;θ,d;X,mgVSS/L;Ks,μ=1/2vmax,vmax=μmax/Y(μmax,d-1;Y,)。(S0-Se)/θX=μmaxSe/Y(Ks+Se)(2)　　(2)BOD、,3:(S3-Se)/θaXB=μBSe/YB(KB+Se)(3)(A3-Ae)/θaXA=μAAe/FAYA(KA+Ae)(4)(N2-N3)/θanXB=μNN3/YN(KN+N3)(5):S、A、NBOD、NH3-N、NOx-N,mg/L;XA、XB、,mgVSS/L;YB、YA、YNBOD、,mg/mg(/);μB、μA、μNBOD、,d-1;KB、KA、KNBOD、,mg/L;θa、θan、;d;FANOX-NNH3-N;1;e,4、5;B、A、NBOD、。(5)NOX-N(NO2-NNO3-N),NOX-N,。2.2　:　　θc=VX/ΔX(6):θc,d;V;L;ΔX,mgVSS/d。。·93·:ΔXB=YN(N2-N3)+YB(S3-Se)-bXBθ(7):ΔXB,mgVSS/L;b,d-1。,。、0、2、3、4NH3-N:280、100、9345mg/L(330%)。,NH3-N7mg/L,NH3-N3%,NH3-N。,,。。,,。,。,,。t0。,。,,,。。θ,。,V1,XA,(δ),Van,x0A(=XAV1/Van)[4],t=0。t=0,x0A;t,xA。2t,3。2　tFig.2　Anaerobictankatmomentt3　Fig.3　Respondcurveofpulsesignalinanaerobictankt:　　0-(1+R)QxA=VandxA/dt:Van,L;R;Q,L/d。　　dxA/xA=-dt/θant=0～t,xA=x0A～xA,xA=x0A=et/θanx0A=XAV1/Van:　　xA=(XA/Van)e-t/θan(8),,R200%～400%,(1+R)Q,Q。·94·　　t≥t0,,:xA=(xAV1/Van)e-t0/θant0,d。θ,:　　m=RQθ/V1:XA′=RQθV1·XAV1Vane-t0/θanxA′=R1+R·θθan·XAe-t0/θan　　ΔXA(mgVSS/L):ΔΦA=YAFA(A3-Ae)-bXAθ-[R/(1+R)](θ/θên)XAe-t0/θan(9)　　:ΔX=Q(1+R)ΔX(10)ΔX,mgVSS/L。(10)(6)(7)(9),:(1/θc+b)θXB=YN(N2-N3)+YB(S3-Sc)(11)(1/θc+b)θXA=YAFA(A3-Ae)-[R/(1+R)(θ/θên)XAe-t0/θan(12)2.3　BOD、NH3-NNOX-N。,NH3-NNOX-N,:　　　　Ne-N3=FA(A3-Ae)(13),BOD,NOX-NN2,:　　　　S2-S3=FS(N2-N3)(14)FSNOX-NBOD。,FS。2.4　2BOD、NH3-NNHX-N,3:　　　　S2=[R/(1+R)]Se+[1/(1+R)]S0(15)A2=[R/(1+R)]Ae+[1/(1+R)]A0(16)N2=[R/(1+R)]Ne+[1/(1+R)]N0(17)2.5　、:θ=θa+θan(18):　　t=(1+R)θ(t=V/Q)(19)2.6　。1,NH3-N,A2=A3(20)1。2,:X=XA+XB(21)　　(3～5)、(11～21),14,11,:KB、KA、KN、μA、μN、μB、YB、TA、YN、b、t0;23:A0、S0、N0、A2、S2、N2、A3、S3、N3、Ae、Se、Ne、R、θ、θa、θan、t、θe、X、XA、XB、FA、Fs·95·14。,239,。3　数学模型的应用,,。,,。,、、、、、、、、()。,,。参考文献1　ArgamanY.Modelingrecycledsystemsforbiologicalnitrificationanddenitrification,WPCE,1979,51(4).2　..:,1993.3　,().,1994.4　..,1988.(:1997-05-14)2　(101)、,。,,。2。5　99.8%ASTMB39-79;99.8%T;72%、5%;20%。60%、5t。,。40%,30%,30%。、、、。250kg,1t2t。:①60%、30%(、、),1500kg。②25%、25%、30%,。③21%,。　·96·