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厌氧生化反应动力学研究

【摘要】:厌氧生化反应动力学是研究厌氧生物化学反应进行速度、反应历程以及描述厌氧降解过程特性的一种数学方法。通过厌氧生化反应动力学的研究,可以把微生物学和生物化学的实验资料用于生物处理构筑物的设计和实际运行的控制,更加系统地理解各种工艺参数之间的关系。由于产甲烷阶段是厌氧生物处理速率的控制因素,因此,反应动力学是以该阶段作为基础建立的。表9-7厌氧细菌在废水处理中的动力学参数

厌氧生化反应动力学是研究厌氧生物化学反应进行速度、反应历程以及描述厌氧降解过程特性的一种数学方法。通过厌氧生化反应动力学的研究,可以把微生物学和生物化学的实验资料用于生物处理构筑物的设计和实际运行的控制,更加系统地理解各种工艺参数之间的关系。

在厌氧条件下,BOD5去除也遵循一级反应动力学规律,因此好氧反应动力学方程式也适用于厌氧反应。由于产甲烷阶段是厌氧生物处理速率的控制因素,因此,反应动力学是以该阶段作为基础建立的。

厌氧生化反应动力学方程式:

式中:dS/dt=rsu——底物去除速率,mg/(L·d);

kmax——最大比底物利用速率,gCOD/(gVSS·d);

S——可降解的底物浓度,mg/L;

Ks——半速度常数,即最大比底物利用速率为一半时的底物浓度,mg/L;

X——生物浓度,mg/L;

dX/dt=rg——菌增殖速率,mgVSS/(L·d);

Y——细菌产率系数,mgVSS/(mgVSS·d);

kd——细菌衰亡速率系数,mgVSS/(mgVSS·d)。

将式(9-12)代入式(9-13),并除以X得:

式中:μ——细菌比增殖速率,mgVSS/(mgVSS·d)。

对于厌氧生物处理系统来说,典型的Y=0.04~0.10 mgVSS/mgCOD,kd=0.02~0.04mgVSS/(mgVSS·d),厌氧细菌的动力学参数见表9-7。

表9-7 厌氧细菌在废水处理中的动力学参数