最新污水处理生物膜法幻灯片.ppt

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1、污水处理生物膜法第九章生物膜法§9-1生物膜法的基本概念§9-2滴滤池法§9-3Atkinson的滴滤池数学模型§9-4滴滤池的简化模型§9-5生物转盘§9-6生物流化床§9-1生物膜法的基本概念图9—1系生物膜法处理系统的基本流程。废水经初次沉淀池后进入生物膜反应器、废水在生物膜反应器中经需氧生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水。图9—1生物膜法基本流程1．基本流程§9-2滴滤池法均衡滴滤池流量；改善填料的流量分布；改善池子的维护条件；防止产生蝶蝇；改善去除有机物的条件。滴滤池系统的回流有多种不同的方式，图9—1中分别用实线及虚线表示了三种常见的情况：(1)由二沉池出水回流到滴滤池前

2、；(2)由滴滤池出水回流到滴滤池前；(3)由滴滤池出水回流到初次沉淀池前：回流的作用有：§9-2滴滤池法类型性能低速或标准滴滤池中速滴滤池高速滴滤池超速滴滤池粗滤滴滤池两级滴滤池填料碎石碎石碎石塑料塑料/红木碎石/塑料水力负荷1~3.51~9.59.5~3814~8547~1879.5~38BOD5负荷0.08~0.40.24~0.50.5~0.950.5~1.61.6~81~2池深1.8~2.41.8~2.40.9~1.63~124.5~121.8~2.4回流比00~11~21~21~40.5~2滤池蝇多有少少或无少或无少或无脱膜情况间歇性间歇性连续性连续性连续性连续性去除率80~9050

3、~7065~8565~8040~6585~95出水质量硝化良好部分硝化略有硝化略有硝化无硝化硝化良好表9—2滴滤池类型及性能§9—3Atkinson的滴滤池数学模型1.基本方程式图9—3滴滤池模型滴滤池的模型见图9—3。§9—3Atkinson的滴滤池数学模型(1)生物膜内的代谢过程服从7—5的模型假定；(2)整个系统为稳定状态；(3)水膜内的流速按4—8的层流流速分布公式(4—85)计算；(4)水膜内无纵向的混合;(5)底物的横向通量按Fick公式计算;(6)底物的纵向通量；(7)气-水交界面无限制营养物传递；(8)在z=0进口处不存在底物的浓度梯度。模型的假定如下：§9—3Atkinso

4、n的滴滤池数学模型写出水团微元的物料衡算关系，然后化简得出：V[1-((9-1))]=D初始条件为：(9-2)边界条件为：(9-3)初始条件式（9-2）根据假定(8)得出。边界条件式(9—3)根据假定(7)及(5)得出。V[1-((9-1)]§9—3Atkinson的滴滤池数学模型按下列新变数的关系使式(9—1)等关系无量纲化Y=Z=f=k=这样，微分方程(9—1)、初始条件(9—2)及边界条件(9—3)等式分别成为（1-Y)f(9-7)(9-6)(9-5)(9-4)(9-8)2．基本方程式的解§9—3Atkinson的滴滤池数学模型对式(9—7)的k表达式可以进一步加以改变以便于应用。先令

5、：k=(9-9)式中k的量纲为长度／时间，相当于传质系数，又令w表示填料单位横断面积的润湿长度，代表单位润湿长度的流量，Q表示单位横断面积的流量，则由量纲关系可以写成下式：Q(长度3／时间·长度2)＝(Qp长度3／时间·长度)×w(长度／长度2)进一步可假定w=r(常数)×Aw(填料的润湿面积／单位体积填料)的量纲为长度2／长度3与w的量纲一致，故得：Q=Q(9-10)§9—3Atkinson的滴滤池数学模型对随机填料来说，比例常数r为1。又由式(4—84)得流速v的平均值因此，对于9—3模型的单位润周长度上(即膜的宽度为1时)的流量QΨ=δυm并由式(9—10)得：Vm=由上式，并根据随机

6、填料的假定r=1得：k=然后通过计算=两边化简：(9-11)(9-12)(9-16)(9-17)§9—3Atkinson的滴滤池数学模型根据上述有关公式求出b1、b2，将式(9—13)代入式(9—8)中得下列边界条件：=-=-因此，在方程式(9—8)中，k已改用式(9—12)计算，式(9—19)已代替了原来相应的边界条件。为了求解，令：g=ξ+f(9-22)初始条件变成:g(Y,0)=1+ξ(9-23)边界条件分别为：(9-19)(9-20)(9-25)(9-26)§9—3Atkinson的滴滤池数学模型式中，g的函数表示g（Y、Z、η、k、ε）Atkinson等得出ε=0时式（9-19）~

7、（9-23）的解g（Y、Z、η、k、ε）。然后由下式：F（η、k、0）=仿照建立函数F（η、k、0）建立函数I（η、k、0）以便于计算，得出：I（η、k、0）==（1+ξ）I（η、k、0）-ξI（η、k、0）=（1+ξ）I（η、k、0）-ξ§9—3Atkinson的滴滤池数学模型图9—5I（）对η的计算曲线由上式计算出来/，对函数I（）和F（）的计算类似，但是也很复杂，所以可用图9—5的曲线以减少计算过程。§