Monod模型在潜流式人工湿地中的应用探讨肖艳

:1004-7204(2003)02-0021-05Monod肖艳1,叶旌2,杨敦3(1.上海市政工程设计研究院,上海200092;2.同济大学环境科学与工程学院,上海200092;3.华东建筑设计研究院有限公司,上海200002):本文对一阶模型和零阶模型进行了比较,提出将Monod模型用于潜流式人工湿地的设计和运行之中。通过模型的动力学分析,表明负荷率和零阶去除率常数是决定潜流式人工湿地去除效果的基本参数,特别是在应用Monod模型时,可以得出湿地的最大去除率,从而避免在设计时引起尺寸过小。这有很重要的意义,说明湿地的负荷率有一个上限(这在一阶模型中是得不到的)。另外,本文还引进了一个新的无量纲参数无量纲参数Ψ———湿地去除效率因子,作为比较湿地运行效果的有效方式。:一阶模型;零阶模型;Monod模型;潜流式人工湿地;湿地去除效率因子:O141.4　　　　　　　:AResearchofApplicationofMONODModelinSubsurfaceConstructedWetlandXIAOYan,YEJing,YANGDun　　　　　　(1.ShanghaiMunicipalEngineeringDesignInstitute,Shanghai2000922.SchoolofEnvironmentalScience&Engineering,TongjiUniversity,Shanghai2000923.EastChinaArchitecturalDesign&ResearchInstituteCO.Ltd,Shanghai200002)Abstract:ThisessaycomparesmodelandmodelandapplicatestheMonodModelonthedesignandmaintainofsubsurfaceflowwetland.Basedonthehydraulicofthemodel,flowrateandK0constantaretheparameterstodeterminethesubsurfacewetlandremovalefficiency,especiallywhenusingtheMonodmodelthewetland'smaximumremovalefficiencycanbereachedandthefalsedesigntomakescalesmallercanbeavoided.Keywords:zerogrademodel;onegrademodel;MonodModel;subsurfaceconstructedwetland;wetlandre-movalefficiency　　,、,BOD、COD、TOC、TSS、、。,,。,[2],,[3]。,Monod。:,;,。Monod。,,,。,,。1　:、、,。::　　lnCoutCin=-k1,Vτ=-k1,AQ=-k1,Aq(1):2002-10-23:(1978-),,2002。:。。·21···　　　　　　　　　　　　　　《环境技术》　　　　　　　　20032　　　　Cin-Cout=k0,Vτ=k0,Aq(2):　　r=Q(Cin-Cout)(3)　　r1=QCin(1-exp(-k1,Vτ))=QCin(1-exp(-k1,Aq))(4)　　r0=k0,VV=k0,AA(5):A———(L2)a———(L2)V———(L3)Cin———(ML-3)Cout———(ML-3)h———(L)K———(ML-3)k0,A———(ML-2T-1)k1,A———(LT-1)k0,V———(ML-3T-1)k1,V———(T-1)Q———(L3T-1)q———(LT-1)r0———(MT-1)r1———(MT-1)τ———(T)kVkA。,kV,kA[4]。,、()、()[5]。,;,。,,。(4),CinQ。,,,,。。,(“”),。,,。,。,r0,。,,()。,,Monod。2　MonodMonod:　　r=k0,VVCK+C(10)r(MT-1),K(ML-1)。CK,;C,。Monod,:　dCdz=-k0,Vε·αQCK+C=-k0,AqZCK+C(11)Z(L)。,Mon-od,:CK,C(C=C/K);zZ,z(z=z/Z)。(11):　　dCdz=-ΨC1+C(12)Ψ———,。,Ψ,Monod,。Ψ,。　　Ψ=k0,Vε·αZKQ=k0,VτK=k0,AQK(13)(12)/Runge-Kutta,:z=0C=Cin;z=1C=Cout。Cin=0.1、110、、。1～3(Ψ0.1100):·22·20032　　　　　　　　《环境技术》　　　　　　　　　　　　　　··1　(Cin=0.1,)2　(Cin=1,)3　(Cin=10,)Ψ=10:1(Cin1),,Monod()。2,,(Cin=1),,Ψ=10。3,(Cin1),,。1～3,,Ψ,。3　,:RLRR。RL=CinQk0,VV=Cinqk0,A=CinΨ(14)RR=(Cin-Cout)Qk0,VV=(Cin-Cout)qk0,A=(Cin-Cout)Ψ(15)RRRL(4)。,KV。,,,,。,,k0,V,QCin。Cin(),Q。4　RR()RL()RL1,,。,,。,(RL1),RR,·23···　　　　　　　　　　　　　　《环境技术》　　　　　　　　20032。,,RR。,,RL1CinRR,Cin。Monod(CinKC1),4,,RR,max(RL1CinK)。4,,,。,Monod,。(15),,k0,A(ML-2T-1),。4　Monod,,4100%。5Monod,100%,;100%,。100%,。,,。5,。,Ψ,100%。,。Ψ,5。,Monod,(),,。5　Monod5　R.L.Knight[6],67,:6　BOD57　TN·24·20032　　　　　　　　《环境技术》　　　　　　　　　　　　　　··BOD5=90%×BOD5TN=95%×TN67,。,。BOD5TN90kg/ha·d29kg/ha·d。(15),(),,,。,Monod,(CinK),100%,(14),RL=1,:　　Cinq=k0,A(16)BOD5TN90kg/ha·d29kg/ha·d,:(Cinq)BOD=90kg/ha·d;(Cinq)TN=29kg/ha·d。[7],TN9mg/L,BOD530mg/L,30cm/d32.2cm/d。30cm/d,。6　,。,Monod,,;。Monod:RLRR。,,。Monod“”。,;,。Monod,-—Ψ。Ψ,。ΨRLRR,。:[1]　Kadlec,R.Knight,R.(1996).TreatmentWetlands,CRCLewisPublishers,BocaRaton,FL.[2]　VymazalJ.(1999)RemovalofBOD5inconstructedwetlandswithhorizontalsub-surfaceflow;Czechexperience.WaterSci.Technol.[3]　McNevinD.Towardsanintegratedperformancemodelforsub-surfaceflowconstructedwetlands.J.Environ.Sci.[4]　IWA(2000)Constructedwetlandsforpollutioncontrolpro-cess,performance,designandoperation.[5]　FoglerR.H.(1992)Elementsofchemicalreactionengi-neering.[6]　Knight,R.(1993)Wetlandsforwastewatertreatment:per-formancedata.[7]　..(上接第34页):[1]　.————RS、GPS、GIS[M].:,1998.[2]　B.page.DatabaseTechnologiesforEnvironmentalDataManagement.EnvironmentalInfrmatics,KluwerAcademicPublishers,1996:39-51.[3]　.[J].,1996,17(5):48-52.[4]　.[J].,1997,10(5):1-4.[5]　.[J].,1997,18(5):81-83.[6]　.GISES[J].,1996,11(3):234-239.[7]　.GIS[J].,1997,10(5):9-11.[8]　.[J].,1999,14(4):25-28.[9]　.CAP[J].,1998,19(5):78-80.[10]　.GIS[J].,2000,20(1):81-85.·25···　　　　　　　　　　　　　　《环境技术》　　　　　　　　20032