水處理中生物活性炭吸附性能及其數(shù)學模型研究.pdf

1、活性炭具有優(yōu)異的吸附性能，廣泛的應用于給水和污水凈化過程中。并且，當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，延長了活性炭柱的使用壽命。因此生物活性炭技術作為水處理新技術在飲用水及污水的深度處理中得到推廣。
　　 生物活性炭技術利用活性炭巨大的比表面積及發(fā)達的孔隙結構，對水中有機物及溶解氧產生強吸附特性。其可作為載體可成為微生物集聚、繁殖、生長的良好場所。在適當?shù)臏囟燃盃I養(yǎng)條件下，可同時發(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，假設顆粒活性炭為理想化的球形顆粒，微生物膜在球形顆?；钚蕴勘砻婢鶆蚍植?；第三，底物在生物膜、活性炭顆粒內的擴散滿足Fick擴散定律；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個小段，假設每段活性炭層內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)對摩擦較小，另外流體對顆粒表面生物膜的剪切作用較小，因此可認為正常運行狀態(tài)無微生物膜進入流體內，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，采用小試試驗對模型進