水處理中生物活性炭吸附性能及其數(shù)學(xué)模型研究.pdf

1、活性炭具有優(yōu)異的吸附性能，廣泛的應(yīng)用于給水和污水凈化過程中。并且，當(dāng)活性炭顆粒表面附著生物膜之后，大大降低了活性炭的物化再生頻率，延長(zhǎng)了活性炭柱的使用壽命。因此生物活性炭技術(shù)作為水處理新技術(shù)在飲用水及污水的深度處理中得到推廣。
　　 生物活性炭技術(shù)利用活性炭巨大的比表面積及發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)水中有機(jī)物及溶解氧產(chǎn)生強(qiáng)吸附特性。其可作為載體可成為微生物集聚、繁殖、生長(zhǎng)的良好場(chǎng)所。在適當(dāng)?shù)臏囟燃盃I(yíng)養(yǎng)條件下，可同時(shí)發(fā)揮活性炭的物理吸附作

2、用和微生物生物降解作用。
　　 膨脹床和固定床是水處理中常用的兩種形式的活性炭床。膨脹生物活性炭床的建模思路是，首先，假定膨脹床內(nèi)的顆粒、流體完全混合，活性炭顆粒所處的外部環(huán)境狀態(tài)一致，及溶解氧、底物濃度等條件相同；第二，假設(shè)顆?；钚蕴繛槔硐牖那蛐晤w粒，微生物膜在球形顆?；钚蕴勘砻婢鶆蚍植?；第三，底物在生物膜、活性炭顆粒內(nèi)的擴(kuò)散滿足Fick擴(kuò)散定律；第四，底物的在微生物中的降解過程遵循Monod法則。最后，采用Galerkin

3、有限元法作為模型的求解方法。
　　 固定床生物活性炭的建模過程，借鑒了膨脹床活性炭床的建模思路。首先，將固定床分隔成N個(gè)小段，假設(shè)每段活性炭層內(nèi)的活性炭顆粒所處的外部環(huán)境一致，另外由于固定床本身的特性，造成顆粒間的現(xiàn)對(duì)摩擦較小，另外流體對(duì)顆粒表面生物膜的剪切作用較小，因此可認(rèn)為正常運(yùn)行狀態(tài)無(wú)微生物膜進(jìn)入流體內(nèi)，然后利用Galerkin有限元法一次求取每段活性炭床流、入流出流體的底物濃度。
　　 最后，采用小試試驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)