式中2=氧的利逑率〔Mt1 S。,S1=分别攴示进水和出水碳基质的浓度〔ML3 N。,N1=分别表小进水和出水中氢的浓度ML3 ·b·c=氧的当量比值 当S。和S1用第一级段BOD或用COD表示时,a值为1.00; 当S。和S1用BOD。表示时,a值等于1,47。当N。和N1用 NH4+一N亮克/升表示时,b值为4.57。比值c则假设等于142。 例2、1.1:估算某种缺乏营养的废水中N和P的需要量。 设某种缺乏N和P的废水,每天流量为1500米3而BOD5为300 亳克/升。假设生长产率为0·5毫克ⅤSS/毫克BOD5,为防止营 养缺乏,试计算年中最冷时期(废水温度等于5C),平均固 体倍留时间分别为5、10、15、20、25和30天时,所需要的各种 BOD6:N:P比值。 解: 1.确定基质用量。假设在出水中可溶解的BODs为10毫克/升。 用式(2.15)计算得出 Rs=Q(S6-S1)=1500(300-10)=435,000克/日 2确定平均固体停留时间为5天时生物群体净产率。由式 (2.1.14),以及从图2.2,2中5°C的曲线上所查到的Kd值, 算出 R QY(S。-S1) 1500(0。5)(300-10) 1+K的 +0。12(5) =135,937克/日 3确定平均体停留时间为5天的BOD5:N:P比值。从 式(2,1.16)计算得出 29 PDF文件使用" pdffactory"试用版本创建w, fineprint,com,cn
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BODk n:P= R 0.023Rxa 53:1 435,000 :5.3:I=139:5,3:1 0,023(135,937) 4重复步骤2和3分别得到s=10,15,20,25和30天时 的BOD。:N:P比值如下; BODE : n: P 139 5·3:量 10 174 5.3:1 185 5.3:1 20 209 53:1 25 228 5。3:1 30 243 :5·3:1 2.2微生物固体的性质 大多数废水,特别是生活污水,含有大量粪便、土壤以及水 生细菌、真菌。此外也含有少量原生动物和后生动物。所谓生物 处理过程就是利用这些土生土长的植物系和动物系群体培养生物 群体,从而形成赖以去除有机物和其它物质的主要机理。在生物群 体培养液中,这些生物体互相依存于一个生态群体中,在此群体 中大一些的生物体靠较小生物体喂养,而较小的又靠废水中的有 机物喂养渐渐增长起来。某种特定生物群体培养液的竺物体组成 不仅取决于基质成份和环境条件,而且也取决于平均固体停留时 在较短的固体停留时间下,组成培养液的微生物是以分散状 PDF文件使用" pdffactory"试用版本创建w, fineprint,com,cn
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态存左的。北时,各种微生物将按照2.1节所讨论的动力学表示 式,独立地生长及行动。每种微生物的生长将依赖本身的生物学 系数,其基质水平〈基质可以是无生命的有机物或其它生物体), 以及固体停留时间。而且,每种微生物都有它自己的临界固体停 留时阿,短于此时间就要从系统中被冲洗出去。因此,当生物群体 处于分散状态时(即固体停留时间短),可以通去进一步缩短固 体停留时间使微生物种类的数目减少。因为较大利较复杂的生物 体,其最大比生长率值最小,当缩短固体停留时间时,这些生物 体将首先从系统中被冲洗出去。 在中等和较长固体停留时间的情况下,细菌将聚集成絮状结 构。以细菌为食物的微生物势必要与絮状体结合,而系统中的其 它颗粒也是这样。这种絮状体一般称为活性污泥。因为生物群体 在固体停留时间较长时更易浓集成絮状体,所以大多数利用悬浮 团体生物培养的处理过程都是以中等以上固体停留时间运转的。 必须注意,这些生物群体的絮状结构实际上还可以防止把某种微 生物从系统中冲洗出去,否则假如它们仍处于分散状态,那么在 同样固体停留时间下这种微生物原木是会被冲洗出去。 生物群体絮状物表面是高度活性的。颗粒状物质、无论是有 机的或无机的,都会被物理吸附作用去除,而解性物质则靠化 学吸附作用(即活性表面的化学反应)予以去除。吸附于絮状体 袤面的生物可降解物质通过各种机理,(也许扩散是主要的)转 移到絮状体内部的各活性位置,在那里奢时贮存或被代谢。吸附 的非生物降解(惰性)物质,有矶的和无机的,则基本上停留在 原位置成为絮状体的永久部分。生物可降解物质代谢所形成的有 机产物。以更加缓慢的速度自行降解,构成絮状颗粒的另一部 份 根据上述讨论,显然废水处理系统使用的生物絮状体的组成 PDF文件使用" pdffactory"试用版本创建w, fineprint,com,cn
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是有很大差异的。然而设计和控制处理系绕时,生物絮状体的成 分可按图221中所示的参数来确定。废水处理系统中的生物絮 状体一般称为悬浮固体。总悬浮固体由无机的和有机的两部分组 成。有机部分一般又称为挥发性悬浮固体,可以设想它是由活性 的和非活性的部分组成。活性部分是指有机(挥发性)部分中 生物学上活性的那部分(即生物群休)。非活性的有机部份在生 物学上是惰性的,在这一部分中可能包括废水中生物学上惰性的 那些有机物、积存的有机物和由于活性生物群体衰亡而产生的隋 性有机物。可见,处理系统的平均固体停留时间,对所有固体成 分来说和对总固体来说都一样。 在完全混合废水处理系统中维持的总悬浮固体浓度可定量地 由下式表示 XI=axyxi+ix,x,+xx (2。2.1) 栝性的 作活性的 非挥发性的 可生物泽解的 降解的 无机的 择发性的(有机的 总悬浮体 图2.2.1悬浮固体组成 式中axX:=挥发性悬浮固体活性部份的浓度(即生物群体) 〔ML^3 ixX1=挥发性悬浮固体非活性部份的浓度ML-8 32 PDF文件使用" pdffactory"试用版本创建w, fineprint,com,cn
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xX=悬浮固体无机(固定)部份的浓度〔ML3 为佔箅悬浮固体各组成成份浓度的关系式可以从完全混合系 统的孫态质量平衡关系导出。悬浮圊体活性部份的浓度可由下式 佔算[见式2.1,12 9s Y(Sos, 2V7Q1+k9 (2.22) 当以式(222)计算活性部份浓度时,必须注意进水基质S。 这一项应包括可溶性物质也包括颗粒性物质,因为它们都是生物 可降解的,因此全可以作基质用。另一方面,}水基质项S1 应只包括溶解忙剩余基质。 挥发性悬浮固体非活性部份的浓度是进水中情性挥发悬浮 体、贮存的有机物质、以及妄亡残余物质等的函数。忽略贮存的 有机物质一项则其浓度取决于固体原先的营养条件。 es Q d ys Ⅹ:(2,2.3) 式中xX6=进入系统的挥发性悬浮固体浓度〔ML3 f=进水挥发性悬浮体中可生物降解部份所占的分数 a=生物群体屮未转变为惰性挥发性残余物的部分所占的 分数,≈077 无机部份的浓度能以卜式计算: (2.2.4) 式中x:X。=进水悬浮固体无机(固定)部份的浓度〔ML-3 如图2.2.1所示,老虑挥发性悬浮固体组成的另一种方法是 把它们设想为由可生物降解部份和不可生物降解部份所构成,挥 发性悬浮固体的概念在解释处理系统中产生固体的数据方面,是 33 PDF文件使用" pdffactory"试用版本创建w, fineprint,com,cn
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