反硝化耦合甲烷化過程的數(shù)學模擬與控制.pdf

1、同步反硝化甲烷化能充分利用廢水中的有機碳源，在實現(xiàn)生物脫氮的同時回收能源。本文利用間歇及連續(xù)流實驗研究了單一厭氧反應器中反硝化耦合甲烷化過程。對間歇實驗中乙酸鈉為電子供體條件下反硝化耦合甲烷化過程進行了數(shù)學模擬，明晰了反硝化與甲烷化競爭與耦合機理，通過間歇實驗選取合適的電子供體。在間歇實驗基礎上利用連續(xù)流實驗在上流式污泥床反應器(UASB)構(gòu)建SDM體系，探究合適的COD/N、負荷及水力停留時間(HRT)。
　　本研究主要內(nèi)容包括

2、：⑴基于化學計量學與生物力能學確定生化反應的理論反應式，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)學模型，結(jié)果表明該模型能較好分析反硝化耦合甲烷化過程。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過程。分析證實乙酸鈉和蔗糖為電子供體，COD/N為10時，可達到較好的COD及N去除效果。⑶UASB反應器運行條件設置為:溫度(3

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