反硝化耦合甲烷化過(guò)程的數(shù)學(xué)模擬與控制.pdf

1、同步反硝化甲烷化能充分利用廢水中的有機(jī)碳源，在實(shí)現(xiàn)生物脫氮的同時(shí)回收能源。本文利用間歇及連續(xù)流實(shí)驗(yàn)研究了單一厭氧反應(yīng)器中反硝化耦合甲烷化過(guò)程。對(duì)間歇實(shí)驗(yàn)中乙酸鈉為電子供體條件下反硝化耦合甲烷化過(guò)程進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬，明晰了反硝化與甲烷化競(jìng)爭(zhēng)與耦合機(jī)理，通過(guò)間歇實(shí)驗(yàn)選取合適的電子供體。在間歇實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上利用連續(xù)流實(shí)驗(yàn)在上流式污泥床反應(yīng)器(UASB)構(gòu)建SDM體系，探究合適的COD/N、負(fù)荷及水力停留時(shí)間(HRT)。
　　本研究主要內(nèi)容包括

2、：⑴基于化學(xué)計(jì)量學(xué)與生物力能學(xué)確定生化反應(yīng)的理論反應(yīng)式，結(jié)合multiplicative Monod及non-competitive Monod方程，建立了反硝化耦合甲烷化的數(shù)學(xué)模型，結(jié)果表明該模型能較好分析反硝化耦合甲烷化過(guò)程。⑵利用蔗糖、乙酸鈉和甲醇為電子供體，探究不同COD/N條件下厭氧顆粒污泥的SDM過(guò)程。分析證實(shí)乙酸鈉和蔗糖為電子供體，COD/N為10時(shí)，可達(dá)到較好的COD及N去除效果。⑶UASB反應(yīng)器運(yùn)行條件設(shè)置為:溫度(3

3、5±1)℃、水力停留時(shí)間38.4h，選取乙酸鈉和蔗糖為電子供體，構(gòu)建單一反應(yīng)器中SDM體系。結(jié)果表明，蔗糖為電子供體時(shí)，COD/N＞4;乙酸鈉為電子供體時(shí)，COD/N＞10可實(shí)現(xiàn)甲烷化和反硝化的耦合。⑷采用逐步提高反應(yīng)器有機(jī)負(fù)荷(OLR)和氮負(fù)荷(NLR)，研究了負(fù)荷對(duì)單一反應(yīng)器中SDM體系的影響，蔗糖和乙酸鈉為電子供體時(shí)，反應(yīng)器所承受的最大OLR分別為6.25和3.125kg/(m3·d)，相應(yīng)的NLR分別為0.625和0.3125k