高浓度含氮废水亚硝化SBR工艺的动力学模型李宏

第30卷第8期重庆大学学报(自然科学版)Vol.30　No.8　2007年8月JournalofChongqingUniversity(NêturêlScienceEdition)Aug.2007　　　:1000-582X(2007)08-0070-05高浓度含氮废水亚硝化SBR工艺的动力学模型:2007-04-07:(CSTC2004AA7008-3):(1974-),,,,(E-mail)[e-mail]。李　宏1,魏　琛2,张晚凉3(1重庆大学资源及环境科学学院,重庆400030;2重庆工商大学,重庆400067;3重庆市环境保护局,重庆400015)　:针对高浓度含氮废水亚硝化SBR工艺,进行了动力学模型研究,建立了NH+4-N浓度变化模型、NO-2-N浓度变化模型和NO-3-N浓度变化模型。通过试验对动力学模型进行了预测与评价,结果表明:以动力学方程式(尤其是NH+4-N浓度变化的模型、NO-2-N浓度变化的模型)计算的理论值与实测值结果基本吻合,对高浓度氨氮废水亚硝化SBR工艺的设计和运行具有一定的指导意义。:高浓度含氮废水;亚硝化;SBR工艺;动力学　　:X131:A　　,。,,SHARON、ANAMMOX、OLAND。、,C/N、[1-2],。,(:DO、、FA、),[3],。,;。SBR,SBR,SBR,。1　动力学模型研究假设SBR,SBR。Vmin、Vmax()。,,[4-8]:1),、、,、;2)SBR,,;3),,、,,;4)NO-x-N、(),,,;5)DO、、FANH+4-N、NO-2-NK1、K2,;6)NO-2-NNO-3-N,,λ;7)。2　氮的转化动力学模型,。[9]:、、。1)SBR,,。,,。,,[9]。TN=ωX′Q′,(1)TN,mg/d;ω(C60H37O23N12P,12.69%);X′,MLVSS,mg/L;Q′,L/d。XX′=CX,(2)C(),X,MLSS,mg/L。,(1)TN=0.1269CXQ′,(3),(3)TN=0.1269CXVmax/SRT,(4)Vmax,L;SRT,d。nT(T=24/n,h),T′N=0.1269CXVmax/nSRT,(5)dt,dT′N=0.1269cXVmaxnSRT×Tdt。(6)　　(6),(6)λ(λ+1)NH+4-NNO-2-N,1(λ+1)NO-2-NNO-3-N。2)NH+4-NNO-2-N,NO-2-NNO-3-N,[10]:NH+4-NK1NO-2-NK2NO-3-N。(7)　　,,[11-12]。:γNH+4-N=-K1X,(8)γNO-2-N=K1X-K2X,(9)γNO-3-N=K2X,(10)γNH+4-N、γNO-2-N、γNO-3-N、,mg/(L·h);K1、K2,h-1。,Vmin※Vmax。,、t※t+dt,NH+4-N[9]:“=-+()”,=QCNH+4-N,0dt,(11)()=VtγNH+4-Ndt=-VtK1Xdt,(12)=0()()。=0.1269cλXVmaxλ+1nSRT×Tdt,(13)=d(VtCNH+4-N,min)(14)　　,=0.1269cλXVmaxλ+1nSRT×Tdt+d(VtCNH+4-N,min),(15)(11)～(15),QCNH+4-N,0dt-VtK1Xdt=0.1269cλXVmax(λ+1)nSRT×Tdt+d(VtCNH+4-N,min),(16)Q,L/d;CNH+4-N,0、CNH+4-N,min,mg/L。SBR,,dVt/dt=Q,(17)　　t=0,V=Vmin,Vt=Vmin+Qt,(18)(18)(16),CNH+4-N=QCNH+4-N,0t-0.1269cλXVmax(λ+1)nSRT×TtVmin+Qt+VminCNH+4-N,min-K1XVmint+12Qt2Vmin+Qt,(19)71第8期　　　　　　　　　　　　　　　李　宏,等:　高浓度含氮废水亚硝化SBR工艺的动力学模型t=T,VT=Vmin+QT=Vmax,CNH+4-N=CNH+4-N,max,K1=QCNH+4-N,0T-0.1269cλXVmax(λ+1)nSRTXVminT+12QT2+VminCNH+4-N,min-VmaxCNH+4-N,maxXVminT+12QT2,(20)NH+4-N,t※t+dtNO-2-N0+(K1-K2)VtXdt=0+0.1269cXVmax(λ+1)nSRT×Tdt+d(VtCNO-2-N,min),(21)CNO-2-N=K1-K2XVmint+12K1-K2XQt2Vmin+Qt-0.1269cXVmax(λ+1)nSRT×Tt+VminCNO-2-N,minVmin+Qt,(22)t=T,VT=Vmin+QT=Vmax,CNO-2-N=CNO-2-N,max,K2=K1+VminCNO-2-N,min-VmaxCNO-2-N,maxXVminT+12QT2-0.1269cXVmax(λ+1)nSRTXVminT+12QT2,(23)　　,NH+4-N,t※t+dtNO-3-N0+K2VtXdt=0+d(VtCNO-2-N,min),(24)CNO-3-N=K2XVmint+12K2XQt2+VminCNO-3-N,minVmin+Qt。(25)3　动力学模型试验预测与评价。SBR(20L),。(T)(12h)、(12h)、(20min)、(10min)。、。,。,20℃。。,1,2。1　mg/LCODNH4+-NNO-x-NTPpH650～1000800～10000504000～70008.2～8.52　SBR/0CpHDO/mg·L-1HRT/dT/hSRT/dMLSS/mg·L-1(kgNH4+-N/kgMLSS·d)28～307.5～8.50.7～1.40.75122～4500～45000.11～1　　,SRT=3d,SBR,。,Q=10L/d;T=12h;n=2;SRT=3d;Vmin=10L;Vmax=20L。λ=3,c=0.93,SBR(SRT=3d),K1、K2,3。3　K1CNH+4-N,0/mg·L-1CNH+4-N,min/mg·L-1CNH+4-N,max/mg·L-1X/mg·L-1K1/h-1CNO-2-N,min/mg·L-1CNO-2-N,max/mg·L-1K2/h-111562394475600.0501634063220.020477704473295600.0561673223640.0030798123293507600.0319383643800.0149027703503105500.0510003803140.0189688123103277000.0370573143790.0083387703273006800.040673793300.02115210003003025500.0716593303290.0105369603024226700.0344673293210.01802610864223946600.0615413213940.0040897703943296700.0420813943640.016209K10.047674K20.01357772重庆大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　第30卷　　3K1、K2(20)、(22)、(25)SBRNH+4-N、NO-2-NNO-3-N:CNH+4-N=QCNH+4-N,0t-0.044XVmaxSRT×TtVmin+Qt+VminCNH+4-N,min-0.0477XVmint+12Qt2Vmin+Qt,(26)CNO-2-N=0.034XVmint+0.017XQt2Vmin+Qt-0.015XVmaxSRT×Tt+VminCNO-2-N,minVmin+Qt,(27)CNO-3-N=0.0136XVmint+0.0068XQt2Vmin+Qt+VminCNO-3-N,minVmin+Qt,(28)　　(26)、(27)(28)SBR(SRT=3d)NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N,,4、56。4　SBRNH+4-N/h024681012X/mg·L-1770700660680660580550/mg·L-1350.0350.0353.6304.8354.6371.6340.4332.9331.5332.9334.7360.7343.3371.6/mg·L-1/%0.00.0-48.816.017.04.6-7.5-2.21.40.416.04.428.37.6CNH+4-N,0=812.2mg·L-1CNH+4-N,min=350mg·L-15　SBRNO-2-N/h024681012X/mg·L-1770700660680660580550/mg·L-1320.0320.0315.6361.6313.9285323.0307328.8343.2319.9351321.1363/mg·L-1/%0.00.048.012.7-28.9-10.1-16.0-5.214.44.231.18.841.911.6CNH+4-N,0=320mg·L-16　SBRNO-3-N/h024681012X/mg·L-1770700660680660580550/mg·L-170.070.077.36883.210292.012098.410098.062101.172/mg·L-1/%0.00.0-9.3-13.618.818.428.023.41.61.6-36.0-58.0-29.1-40.4CNH+4-N,0=70mg·L-1　　4、56,NH+4-N、NO-2-NNO-3-N,:1)NH+4-N,,8%,。,,16%,。,73第8期　　　　　　　　　　　　　　　李　宏,等:　高浓度含氮废水亚硝化SBR工艺的动力学模型,。2)NO-2-N,12.7%,,。3)NO-3-N,58%。:、SND;NO-3-N。4),SBR:(),,;SBR,,[13]。4　结　论1)NH+4-N,,。,,。2)NO-2-N,,。、SND,NO-3-N,NO-3-N。3)(NH+4-N、NO-2-N),SBR。:[1]　R.VANKEMPEN.Overview:fullscaleexperienceoftheSHARONprocessfortreatmentofrejectionwaterofdigestedsludgedewatering[J].WaterScienceandTechnology,2001,44(1):145-152.[2]　.—[J].,2000,16(2):29-31.[3]　.[J].,2001,28(4):88-91.[4]　MSHEINTUCH.SubstrateInhibitionandMultipleStatesinaContinuousNitrificationProcess[J].Wat,Res.1995,29(3):1811-1818.[5]　JZYANG.Parameterdeterminationfortheintermittentlya-eratedcompletelykmsixed(IACM)process[J].WatRes,1998,32(3):856-864.[6]　MBECCARI.Kineticsofdissimilatorynitrateandnitritere-ductioninsuspendedgrowthculture[J].JWPCF,1983,55(1):58-64.[7]　MKORNAROS.Kineticmodellingofpseudomonasdenitrifi-cansgrowthanddenitrificationunderaerobic,anoxicandtransientoperatingconditions[J].WatRes,1998,32(6):1912-1922.[8]　SZWE