不同工艺的短程硝化反硝化过程研究课件

1、不同工艺的短程硝化反硝化过程研究小组成员：李檬孟露涂佳敏杨艳玲赵晴刘航氨（NH3、NH4+）硝酸盐（NO3）亚硝酸盐（NO2）氮气（N2）亚硝化硝化反硝化反硝化短程硝化反硝化是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，然后进行反硝化，省去了传统生物脱氮中由亚硝酸盐氧化成硝酸盐，再还原成亚硝酸盐两个环节。不同工艺的短程硝化反硝化过程研究图1-1传统生物脱氮途径短程硝化反硝化具有很大的优势缩短反应历程，节省50%的反硝化池容积。节省25%氧供应量，降低能耗。1减少40%的碳源，在/较低的情况下实现反硝化脱氮。2降低污泥产量，硝化过程可少产污泥33%35%左右，反硝化阶段少产污泥55%左右。34不同工艺的短程硝化

2、反硝化过程研究序批式活性污泥工艺（SBR）缺氧-厌氧-微氧-好氧工艺（ A2O2 ）曝气生物滤池（ BAF ）短程硝化反硝化不同工艺的短程硝化反硝化过程研究几点假设：进水水质水量恒定进水过程是瞬时的（不考虑进水过程氮的去除）完全混合式反应AOB(氨氧化菌或亚硝酸盐菌)不会处于内源代谢且代谢特性保持稳定模型基于Monod方程序批式活性污泥工艺(SBR)1、硝化过程模型构建及参数测定不同工艺的短程硝化反硝化过程研究1、硝化过程模型构建及参数测定氨氮降解总方程亚硝化平衡方程不同工艺的短程硝化反硝化过程研究Monod方程表达式AOB产率最大比生长速率1、硝化过程模型构建及参数测定不同工艺的短程硝化反硝

3、化过程研究氨降解方程用总MLSS代替1、硝化过程模型构建及参数测定不同工艺的短程硝化反硝化过程研究1、硝化过程模型构建及参数测定氨降解方程其中积分得不同工艺的短程硝化反硝化过程研究第一步：控制KA,O SOSO/ KA,O+ SO1A （A/YA ）MX 可确定A/YA 故YA=0.26 A=0.0193h-1A = 0.317C =139.55KA,NH = 1.35 mg/L-1另测得，M=5%X=5.106g SS/L-11、硝化过程模型构建及参数测定不同工艺的短程硝化反硝化过程研究第二步：控制DO较低水平 A = 1/YA A M X SO/(KA,O + SO)可确定 KA,OA=0

4、.1962SO/ KA,O+ SO=0.1962/0.317 KA,O=0.307试验得方程：1、硝化过程模型构建及参数测定不同工艺的短程硝化反硝化过程研究相关性系数R =0.99021、硝化过程模型构建及参数测定不同工艺的短程硝化反硝化过程研究2、反硝化过程模型构建及参数测定几点假设：进水水质水量恒定进水过程是瞬时的（不考虑进水过程氮的去除）完全混合式反应DNB(反硝化菌)不会处于内源代谢且代谢特性保持稳定模型基于Monod方程不同工艺的短程硝化反硝化过程研究亚硝酸盐降解总方程反硝化平衡方程2、反硝化过程模型构建及参数测定不同工艺的短程硝化反硝化过程研究亚硝盐降解方程整理得2、反硝化过程模型

5、构建及参数测定不同工艺的短程硝化反硝化过程研究第一步：控制KNO SNO; KS SSNO/(KNO+ SNO)1; S/ (KS+ S)1(-1)/XH dSNO/dt= qN可确定qN第二步：控制KNO SNOSNO/(KNO+ SNO)1(-1)/XH dSNO/dt=qN S/ (KS+ S)可确定 Ks第三步：控制KSKN，SKS时，有把（2）带入（1）得：（2）（3）2、运行情况及动力学分析（1）q反硝化max的求出不同工艺的短程硝化反硝化过程研究由于温度对反硝化动力学的影响很大，因此试验中控制反应器的温度为 30，用 4 次间歇试验得到的数据，经（3）式计算得： q反硝化max=

6、0.0167h-1试 验 测 得 的 亚 硝 酸 盐 氮 最 大 比 还 原 速 率q反硝化max与 传统反硝化中q反硝化max=0.00830.0333h-1有较好的一致性，说明当反应器内亚硝酸盐氮浓度很高时，短程反硝化与传统反硝化的比还原速率是相同的。2、运行情况及动力学分析（1）q反硝化max的求出不同工艺的短程硝化反硝化过程研究在已知q反硝化max的前提下，增加反应体系中有机物的浓度，使其远远大于其半饱和常数（此时取 COD100mg/l），而亚硝酸盐氮浓度维持正常水平，则反硝化速率仅随亚硝酸盐氮浓度的变化而变化，因而可以求出亚硝酸盐氮的半饱和常数KN。在（1）式中，当 SKS时，有：

7、把（4）式代入（1）式得到只考虑亚硝酸盐氮对反硝化影响的间歇反应动力学方程：（4）（5）2、运行情况及动力学分析（2）亚硝酸盐氮半饱和常数 KN的求出不同工艺的短程硝化反硝化过程研究（5）式方程两边各取倒数得：当 时， ，以 对 作图，得到一直线，直线与横轴的截距即为 ，如图4-2。 2、运行情况及动力学分析（2）亚硝酸盐氮半饱和常数 KN的求出不同工艺的短程硝化反硝化过程研究（6）图4-2亚硝酸盐氮半饱和系数KN的测定2、运行情况及动力学分析（2）亚硝酸盐氮半饱和常数 KN的求出据图求得：KN=1.40mg/L不同工艺的短程硝化反硝化过程研究在已知q反硝化max的前提下，增加反应体系中的亚硝

8、酸盐氮浓度（此时取NO2-N =100mg/L），使其远远大于其半饱和常数，而有机物浓度维持正常水平，则反硝化速率仅随有机物浓度的变化而变化，因而可以求出有机物的半饱和常数KS。在（1）式中，当 SNKN时，有把（7）式代入（1）式得到只考虑有机物对反硝化影响的间歇反应动力学方程： （7）（8）2、运行情况及动力学分析（3）有机物半饱和常数 KS的求出不同工艺的短程硝化反硝化过程研究（8）式方程两边各取倒数得：当 时， ，以 对 作图，得到一直线，直线与横轴的截距即为 ，如图4-3。 （9）2、运行情况及动力学分析（3）有机物半饱和常数 KS的求出不同工艺的短程硝化反硝化过程研究图4-3有机物半饱和常数Ks的测定2、运行情况及动力学分析（3）有机物半饱和常数 KS的求出据图求得：KS=6.21mg/L不同工艺的短程硝化反硝化过程研究（4）将求出的动力学参数q反硝化max、KN、 KS代入方程（0），得到短程硝化反硝化工艺的反硝化动力学方程:从（10）式可以看出，在本试验中，由于