水处理反应器理论
UASB反应器
UASB反应器UASB反应器,污水处理设备,水处理设备一、UASB原理UASB反应器废水被尽可能均匀的引入反应器的底部，污水向上通过包含颗粒污泥或絮状污泥的污泥床。
厌氧反应发生在废水和污泥颗粒接触的过程。
在厌氧状态下产生的沼气(主要是甲烷和二氧化碳)引起了内部的循环，这对于颗粒污泥的形成和维持有利。
在污泥层形成的一些气体附着在污泥颗粒上，附着和没有附着的气体向反应器顶部上升。
上升到表面的污泥撞击三相反应器气体发射器的底部，引起附着气泡的污泥絮体脱气。
气泡释放后污泥颗粒将沉淀到污泥床的表面，附着和没有附着的气体被收集到反应器顶部的三相分离器的集气室。
置于极其使单元缝隙之下的挡板的作用为气体发射器和防止沼气气泡进入沉淀区，否则将引起沉淀区的絮动，会阻碍颗粒沉淀。
包含一些剩余固体和污泥颗粒的液体经过分离器缝隙进入沉淀区。
由于分离器的斜壁沉淀区的过流面积在接近水面时增加，因此上升流速在接近排放点降低。
由于流速降低污泥絮体在沉淀区可以絮凝和沉淀。
累积在三相分离器上的污泥絮体在一定程度上将超过其保持在斜壁上的摩擦力，其将滑回反应区，这部分污泥又将与进水有机物发生反应。
二、UASB反应器的构成UASB反应器包括以下几个部分：进水和配水系统、反应器的池体和三相分离器。
在UASB反应器中最重要的设备是三相分离器，这一设备安装在反应器的顶部并将反应器分为下部的反应区和上部的沉淀区。
为了在沉淀器中取得对上升流中污泥絮体/颗粒的满意的沉淀效果，三相分离器第一个主要的目的就是尽可能有效地分离从污泥床/层中产生的沼气，特别是在高负荷的情况下，在集气室下面反射板的作用是防止沼气通过集气室之间的缝隙逸出到沉淀室，另外挡板还有利于减少反应室内高由于反应器的高度推荐范围为4～6m，表2-1给出了5m高的反应器的尺寸选择的系列。
从原则上讲安排2m×5m的三相分离器的平面布置还可以有其他多种的平面配合形式如，宽度可以以2m为模数，而长度以10m为模数。
污水处理反应器
污水处理反应器引言概述：污水处理反应器是一种用于处理污水的设备，通过化学反应和物理过程将污水中的有害物质去除，从而达到净化水体的目的。
本文将从五个大点来详细阐述污水处理反应器的工作原理和应用。
正文内容：1. 反应器类型1.1 生化反应器：介绍生化反应器的工作原理和应用，包括好氧生化反应器和厌氧生化反应器。
1.2 物化反应器：介绍物化反应器的工作原理和应用，包括沉淀池、过滤器和吸附剂等。
2. 反应器工艺2.1 活性污泥法：介绍活性污泥法的工作原理和应用，包括好氧活性污泥法和厌氧活性污泥法。
2.2 膜分离技术：介绍膜分离技术的工作原理和应用，包括微滤、超滤和逆渗透等。
2.3 化学氧化法：介绍化学氧化法的工作原理和应用，包括高级氧化技术和化学氧化剂的应用。
3. 反应器性能评价3.1 去除率：介绍污水处理反应器的去除率评价指标，包括COD去除率、氨氮去除率和总磷去除率等。
3.2 反应器效率：介绍污水处理反应器的效率评价指标，包括污水处理能力、反应器容积和处理时间等。
3.3 经济性：介绍污水处理反应器的经济性评价指标，包括投资成本、运营成本和能耗等。
4. 反应器运行与维护4.1 运行参数：介绍污水处理反应器的运行参数，包括温度、pH值和溶解氧等。
4.2 负荷控制：介绍污水处理反应器的负荷控制方法，包括有机负荷和氮磷负荷的控制。
4.3 维护管理：介绍污水处理反应器的维护管理措施，包括定期检查、清洗和维修等。
5. 反应器应用领域5.1 市政污水处理：介绍污水处理反应器在市政污水处理中的应用，包括城市污水处理厂和污水处理站等。
5.2 工业废水处理：介绍污水处理反应器在工业废水处理中的应用，包括钢铁、石化和制药等行业。
5.3 农村污水处理：介绍污水处理反应器在农村污水处理中的应用，包括农田灌溉和农村污水处理设施等。
总结：污水处理反应器是一种重要的污水处理设备，通过不同类型的反应器和工艺，可以有效去除污水中的有害物质。
芬顿反应器内部构造解析
芬顿反应器内部构造解析芬顿反应器是一种常用于水处理的高级氧化技术，它通过同时添加氢氧化物和过氧化氢，形成具有高度氧化能力的羟基自由基，以去除水中的有机污染物。
了解芬顿反应器的内部构造对于理解其工作原理和优势至关重要。
在本文中，我们将深入探讨芬顿反应器的内部构造，以及如何优化其性能。
【引言】介绍芬顿反应器的背景和重要性。
提出内部构造的重要性，以及对芬顿反应器的进一步研究和改进的价值。
【芬顿反应器的基本构造】解释芬顿反应器的基本构造，包括反应器本体、进料管、出料管和通风系统。
详细说明每个组件的功能和重要性。
【反应器本体】详细描述反应器本体的内部构造，包括材料选择、形状和尺寸。
解释为什么选择特定的反应器本体，以及如何优化反应器的性能。
【进料管】探讨进料管在芬顿反应器中的作用和设计原则。
解释进料管的位置、直径和流体动力学效应对反应器性能的影响。
提出改进进料管设计的建议，以提高反应器的效率和反应速率。
【出料管】解释出料管在芬顿反应器中的作用和设计原则。
讨论出料管的位置、直径和流体动力学影响，以及如何减少残留反应物的排放。
提出改进出料管设计的建议，以提高反应器的排放效率。
【通风系统】详细描述芬顿反应器中通风系统的设计和功能。
解释通风系统如何有效地控制气体排放，并提供最佳的反应条件。
讨论不同类型的通风系统，以及如何选择合适的通风系统来满足特定的应用需求。
【芬顿反应器性能优化】提出如何优化芬顿反应器性能的方法和建议。
包括改进反应器结构、优化反应条件和添加催化剂等。
讨论不同方法的优势和限制，并探讨未来可能的改进方向。
【结论】总结芬顿反应器的内部构造对其性能和效率的重要性。
强调进一步研究和改进的必要性，以满足日益增长的水处理需求。
分享对芬顿反应器内部构造的观点和理解，以鼓励读者深入研究这一领域。
【参考文献】列出参考文献，包括相关的研究论文、书籍和专家观点，以支持文章中提到的信息和观点的可靠性和全面性。
通过深入探讨芬顿反应器的内部构造，我们可以更好地理解其工作机制，并为进一步改进和优化该技术提供指导。
第十至十九章给水处理理论至其他处理方法习题及答案
第⼗⾄⼗九章给⽔处理理论⾄其他处理⽅法习题及答案给⽔⼯程第⼗四章给⽔处理概论P252：1、2、3思考题1.⽔中杂质按尺⼨⼤⼩可分成⼏类？了解各类杂质主要来源特点及⼀般去除⽅法。
2.叙述我国天然地表⽔源和地下⽔源的⽔质特点。
3 了解《⽣活饮⽤⽔卫⽣标准》中各项指标的意义。
4 反应器原理⽤于⽔处理有何作⽤和特点？5 试举出3种质量传递机理的实例。
6 3种理想反应器的假定条件是什么?研究理想反应器对⽔处理设备的设计和操作有何作⽤？7 为什么串联的CSTR型反应器⽐同容积的单个CSTR型反应器效果好？8 混合与返混在概念上有何区别？返混是如何造成的？9 PF型和CMB型反应器为什么效果相同？两者优缺点⽐较。
10 3种理想反应器的容积或物料停留时间如何求得？试写出不同反应级数下3种理想反应器内物料的平均停留时间公式。
11 何谓“纵向分散模型”？纵向分散模型对⽔处理设备的分析研究有何作⽤？1.⽔中杂质按尺⼨⼤⼩可分成⼏类？了解各类杂质主要来源特点及⼀般去除⽅法。
答：（1）⽔中杂质按尺⼨⼤⼩可分成悬浮物、胶体和溶解物三类。
（2）悬浮物的主要来源河中的泥沙、下⾬的藻类物质、⽔中腐殖质、矿物质废渣。
悬浮物的特点悬浮物尺⼨较⼤，易于在⽔中下沉或上浮。
如果密度⼩于⽔，则可上浮到⽔⾯。
易于下沉的⼀般式⼤颗粒泥沙及矿物质废渣，能够上浮的⼀般式体积较⼤⽽密度⼩的某些有机物。
悬浮物去除⽅法：⼤的颗粒通过⾃⾏下沉，⽽粒径较⼩的悬浮物须加混凝剂去除。
（3）胶体的主要来源是粘⼟、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋⽩质，⼯业废⽔排⼊⽔体，会引⼊各种各样的胶质或有机分⼦物质和带电的⾦属氢氧化物胶体。
胶体的特点是胶体颗粒尺⼨很⼩，在⽔中长期静置也难下沉，同时胶体还带点并且有的胶体分⼦量很⼤。
胶体去除⽅法是投加混凝剂来去除。
（4）溶解体可分有机物和⽆机物两类；⽆机溶解物主要来源⼯业废⽔排放和矿物质；有机溶解物主要来源于⽔源污染，也有天然存在的，如腐殖质。
污水处理反应器
污水处理反应器引言概述：污水处理反应器是用于处理污水的设备，通过一系列的化学和生物反应，将污水中的有害物质转化为无害物质，以达到净化水体的目的。
本文将从反应器的类型、工作原理、应用领域、优缺点和未来发展等五个方面详细阐述污水处理反应器的相关内容。
一、反应器的类型1.1 生物反应器：利用微生物对污水中的有机物进行降解和转化，常见的有活性污泥法、固定床生物反应器等。
1.2 物理化学反应器：通过物理和化学的方法将污水中的有害物质去除，如吸附、沉淀、氧化等。
1.3 组合反应器：将生物反应器和物理化学反应器结合起来，以提高处理效果，如MBR反应器、生物滤池反应器等。
二、反应器的工作原理2.1 生物反应器的工作原理：通过微生物的降解作用将有机物转化为无机物，同时产生沉淀物和气体。
2.2 物理化学反应器的工作原理：利用物理和化学的方法将污水中的有害物质与介质进行分离或转化，如吸附剂吸附、沉淀剂沉淀等。
2.3 组合反应器的工作原理：将生物反应器和物理化学反应器相结合，通过微生物和物理化学方法的协同作用，达到更好的处理效果。
三、反应器的应用领域3.1 市政污水处理：用于处理城市污水，减少对水环境的污染。
3.2 工业废水处理：适用于工业生产过程中产生的废水，去除其中的有害物质，达到排放标准。
3.3 农村污水处理：解决农村地区污水处理难题，改善农田灌溉水质。
四、反应器的优缺点4.1 优点：高效处理污水，减少水体污染；可根据不同污水特性进行调整和优化；操作简单，维护成本低。
4.2 缺点：投资成本较高；对操作人员要求较高；部分反应器需要耗能。
五、反应器的未来发展5.1 提高处理效率：通过改进反应器结构和工艺，提高处理效率，降低能耗。
5.2 探索新型反应器：研发新型反应器，如膜反应器、电化学反应器等，以提高处理效果。
5.3 智能化管理：利用物联网、大数据等技术，实现反应器的智能化管理，提高运行效率和监控能力。
总结：污水处理反应器在水处理领域起着重要作用，不仅能够净化水体，还能够有效降低水环境污染。
水处理计算公式
Q——设计流量，m3/d
LS——污泥负荷，kg（BOD5）/[kg(MLSS)d]
LS′——污泥负荷，kg（BOD5）/[kg(MLVSS)d]
V——曝气池容积，m3
X——曝气池污泥浓度(MLSS)，mg/L
XV——挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS)，mg/L
容积负荷
LV——容积负荷，g（BOD5）/（m3d）
污泥回流量
Q——设计流量，m3/d
Qr——回流污泥流量，m3/d
R——污泥回流比，此时按最大回流比100%算
污泥产量
及剩余污泥排放量
曝气池容积、污泥产量及泥龄的计算见前面曝气池部分
污泥由曝气池排放时
当污泥从二沉池排放时
W——剩余污泥排放量，m3/d
R——污泥回流比
θC——污泥龄即污泥停留时间，d
V——曝气池容积，m3
生物处理基本公式
项目
公式
说明
反应速度
S——底物
X——合成细胞
P——最终产物
y——又称产率系数，mg（生物量）/mg（降解的底物）
S——底物浓度，同ρS
X——合成细胞浓度或微生物浓度，同ρX
反应级数
k——反应速度常数，随温度而异
n——反应级数
零级反应
， ，
v——反应速度
t——反应时间
k——反应速度常数，随温度而异
θ——温度系数，取值范围~，一般取值为
C——T℃时工艺系统中污水的溶解氧浓度，mg/L，多数情况为2
CS（T）——T℃时曝气池混合液的平均饱和溶解氧浓度，mg/L，如未告知取值，则查三废P501
CS（20）——20℃时清水中氧的溶解度，L
空气量
GS——供气量，m3/h，注意单位换算
给水工程_第四版_(范瑾初_著)_中国建筑工业出版社_课后答案
水质工程学�上�例题、思考题、习题第1章水质与水质标准1.水中杂质按尺寸大小可分为几类�了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。
水中杂质按尺寸大小分为悬浮物、胶体、溶解物三类。
悬浮物�尺寸较大�1?m-1m m��可下沉或上浮�大颗粒的泥砂、矿碴下沉�大而轻的有机物上浮�。
主要是泥砂类无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物。
这类杂质由于尺寸较大�在水中不稳定�常常悬浮于水流中。
当水静臵时�相对密度小的会上浮与水面�相对密度大的会下沉�因此容易去除。
胶体�尺寸很小�10n m-100n m�,具有稳定性�长时静臵不沉。
主要是粘土、细菌和病毒、腐殖质和蛋白质等。
胶体通常带负电荷�少量的带正电荷的金属氧化物胶体。
一般可通过加入混凝剂进去去除。
溶解物�主要是呈真溶液状态的离子和分子�如C a2+、M g2+、C l-等离子�H C O3-、S O42-等酸根�O2、C O2、H2S、S O2、N H3等溶解气体分子。
溶解物与水成均相�透明。
但可能产生色、臭、味。
是某些工业用水的去除对象�需要特殊处理。
有毒有害的无机溶解物和有机溶解物也是生活饮用水的去除对象。
2.各种典型水质特点。
�数值可不记�江河水�易受自然条件影响�浊度高于地下水。
江河水年内浊度变化大。
含盐量较低�一般在70�900m g/L之间。
硬度较低�通常在50�400m g/L(以C a C O3计�之间。
江河水易受工业废水和生活污水的污染�色、臭、味变化较大�水温不稳定。
湖泊及水库水�主要由河水补给�水质类似河水�但其流动性较小�浊度较低�湖水含藻类较多�易产生色、臭、味。
湖水容易受污染。
含盐量和硬度比河水高。
湖泊、水库水的富营养化已成为严重的水污染问题。
海水�海水含盐量高�在7.5�43.0g/L之间�以氯化物含量最高�约占83.7%�硫化物次之�再次为碳酸盐�其它盐类含量极少。
海水须淡化后才可饮用。
地下水�悬浮物、胶体杂质在土壤渗流中已大部分被去除�水质清澈�不易受外界污染和气温变化的影响�温度与水质都比较稳定�一般宜作生活饮用水和冷却水。
水处理中的膜生物反应器简介
产 率或 处理 能力 ， 程 能耗 低 、 率 高 。 过 效 目前 ． 处 理 中 的 膜 生 物 反 应 器 多 用 于污 水 处 水 理 （ 量 用 于 表 面 水 ） 与 传 统 的 活 性 污 泥 法 少 ．
（ ＣＡＳ 比 ． 于膜 反 应 器 取 代 了 二 级 澄 清 池 ． 可 Ｐ） 由 这 使 污 混 停 留 时 间 （ ＲＴ） 水 力 停 留 时 问 （ Ｓ 和 ＨＲＴ） 分
接作 为 市政 用 水 或 进 一 步 处 理 作 各 种 工 业 用 水 。
１ 分 类 和 工 作 原 理
水 处 理 中 的膜 生物 反应 器 是 由生 物 反 应 器 与 微
滤 、 滤 、 滤 或 反 渗 透 膜 系 统 组 成 。 而 可 分 为 微 超 纳 因 滤 膜 生 物 反 应器 ， 滤 膜 生 物 反 应 器 … … 。 超
生 物 反 应 器 是 以 微 生 物 细 胞 或 酶 作 为 催化 剂或 可 产 生 催 化 剂 ， 行 生化 反应 和 转 化 的 装 置 ， 生 物 进 膜
幔 泡 于反 应 器 中 ， 反应 器 下 方 有 曝 气 装 置 。 空 压 机 将 送 来 的空 气 形 成 上 浮 的 微 气 泡 ， 曝 气 的 同 时 ． 使 在 又 膜 表 面 产 生 一 剪 切 应 力 ， 于膜 表 面 除 污 ． 过 液 在 利 透 抽 吸 泵 的 负压 下 流 出 膜 组 件
高 从 蜡
（ 家海洋局杭州水处理技术研究开发中心 ． 江 杭州 国 浙 ３０１） １ｌ２ ＿
中 图分 类 号 ： ＴＱ０ ８ ８ ２ ．
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ０３ ７ （ ０２ ０ ０ ００ １ ０ —７ ０ ２ ０ ） １０ ６ ３ 浸 没 式 膜 生 物 反 应 器 （Ｍ Ｂ 中 ． 组 件 直 接 Ｓ Ｒ） 膜
污水处理技术之SBR工艺发展时间表
污水处理技术之SBR工艺发展时间表所属行业: 水处理关键词：SBR工艺活性污泥法脱氮除磷SBR法即序批式活性污泥法。
早在1914年,活性污泥法在产生之初就是采用间歇进水.排水的方式运行的,但由于其运行操作繁琐，当时又缺乏自动控制设备和技术,它很快被连续式活性污泥法所取代，并几乎被淘汰与遗忘。
直到20世纪80年代以后，自动监测与控制的硬件设备与软件技术，特别是电子计算机的飞速发展,为SBR法的应用与发展注人了新的活力。
目前,由于该工艺具有工艺流程简单处理效率高运行方式灵活和不易发生污泥膨胀等优点，已成为中小型污水处理厂的首选工艺,并在全世界广泛应用。
在我国,有30%~40%日处理5万吨以下的污水处理厂都采用SBR法。
近年来,随着城镇污水处理厂排放标准的日趋严格,对于出水氮磷的排放提出了更高的要求。
如何提高SBR工艺的脱氮除磷效率，并在此基础上节能降耗,对于该工艺的应用与发展具有重要意义。
水污染控制工程中污染物的去除，从根本上说,属于化工中的分离过程，就是通过物理化学和生物方法,借助反应器实现污染物与水的分离，可分为物理单元，化学单元和生物单元。
反应器理论是20世纪70年代,为了建立各种水处理方法间的联系,提高水处理学科的理论水平而引人的。
一般说来，水处理工艺中的一切池子都称为反应器，如调节池沉淀池和曝气池等。
反应器按照操作方式的不同主要分为连续流反应器和序批式反应器。
其中连续流反应器又称为返混反应器,可分为连续全混反应器和平推流反应器。
一、污水处理反应器分类1、连续全混反应器连续全混反应器由一个有进流和出流的容器组成,反应物连续流人反应器,混合物连续流出反应器,是一种开放式反应器。
反应器通常在稳态条件下运行,反应器内物料充分混合,物质含量在整个反应器内均匀一致,排出物的成分与反应器中的成分相同,反应器内的反应物浓度不随时间变化,也不随空间变化;通常情况下(但不一定全是) ,其进出流量平衡。
理想状态下,对只含单一流体的情况，假设流体相中的物料混合都非常迅速,从而各组分在整个容器中的浓度都是均匀的;对含有多种流体的容器假设混合完全,并且对每一种流体其混合都是瞬间完成的,因此流出反应器中的产物组分浓度等于该物料在整个反应器内的浓度。
第二章 水处理反应器理论解读
Rr
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V(?0 ? ?e) ? ? ts
第三节 污水的均化
工业企业的污水量一日内多变， 24小时的流量 不同，污水处理流程要求水量水质不变，需均化 调节。
? 水质均和 －水量负荷不变，水质变化，以水质变 化为曲线，求体积，需要搅拌设施。
? 水量调节 －水质负荷不变，水量变化，以水量变 化为曲线，设计池体积，不需要搅拌。
积 累
600
400
200
0
0
6
12
18
24
时间/h
调节池的最小容积： V=V-+V+
式中：V- ，V+分别为最大负偏差和最大正偏差
二、容积计算
1．排放的水质水量具有周期性变化 t=n 时
（1）池容积
（2）出水浓度
t
w ? ? qi i? 1
t
? C m ? ciq i/w i? 1
qi－均和周期逐时变化流量 。
第二章 反应器理论基础与污水 的均化
第一节 反应器理论基础 第二节 反应效率比较 第三节 污水的均化
第一节 反应器理论基础
一、 反应器分类 按反应器内物料的形态可以分为 均相反应
器和多相反应器。 按反应器的操作情况分为间歇式反应器和
连续式反应器。连续反应器可分为活塞流反应 器和恒流搅拌反应器。
1、间歇式反应器（ CMB）：
通常把反应器的容积 V除以流量Q所得的值称为停留 时间，也称 平均停留时间 。
停留时间分布函数 E（t）：测定出口物料里示踪物 的浓度随时间的变化。
各种反应器停留时间分布函数
E(t)
E(t)
τ
t
间歇式反应器
τ
t
活塞流反应器
污水处理反应器
污水处理反应器污水处理反应器是一种用于处理污水的设备，它能够有效地去除污水中的有害物质，使其达到排放标准。
本文将从污水处理反应器的原理、种类、优点和应用领域四个方面进行详细阐述。
一、污水处理反应器的原理1.1 污水处理反应器的基本原理污水处理反应器利用化学反应、生物反应和物理过程来去除污水中的有害物质。
其中，化学反应主要是通过添加化学药剂来改变污水中物质的性质，使其沉淀或氧化分解；生物反应则是利用微生物对污水中的有机物进行降解和转化；物理过程包括过滤、吸附和沉淀等，用于去除污水中的悬浮物和颗粒物。
1.2 污水处理反应器的工作原理污水处理反应器通常由进水口、反应池和出水口组成。
污水经过进水口进入反应池，在反应池中进行化学反应、生物反应和物理过程，去除污水中的有害物质。
处理后的清水从出水口排出，达到排放标准。
1.3 污水处理反应器的关键技术污水处理反应器的关键技术包括反应池的设计、反应条件的控制和微生物的培养等。
合理的反应池设计可以提高污水处理效率；精确控制反应条件可以保证反应的稳定性和高效性；科学的微生物培养可以提高微生物对污水的降解能力。
二、污水处理反应器的种类2.1 活性污泥法反应器活性污泥法反应器是一种常见的污水处理反应器，利用活性污泥中的微生物对污水中的有机物进行降解。
它具有处理效果好、运行稳定等优点。
2.2 厌氧反应器厌氧反应器是一种在无氧条件下进行污水处理的设备，适用于高浓度有机废水的处理。
它能够有效地去除有机物，并产生可再生能源，如沼气。
2.3 膜生物反应器膜生物反应器是一种利用膜技术进行污水处理的设备，通过膜的过滤作用，去除污水中的悬浮物和微生物。
它具有处理效果好、占地面积小等优点。
三、污水处理反应器的优点3.1 高效处理能力污水处理反应器能够高效地去除污水中的有害物质，使其达到排放标准。
它具有处理效果好、处理能力强等优点。
3.2 运行稳定性污水处理反应器能够稳定地运行，不受进水水质波动的影响。
水质工程学(上)答案
14章4．反应器原理用于水处理有何作用和特点?答：作用：推动了水处理工艺发展;特点:在化工生产中，反应器都只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛，许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究,包括化学反应、生物化学反应以至纯物理过程等。
例：沉淀池.5。
试举出3种质量传递机理的实例。
答：质量传递包括主流传递、分子扩散传递、紊流扩散传递。
1、主流传递:在平流池中，物质将随水流作水平迁移.物质在水平方向的浓度变化，是由主流迁移和化学引起的。
2、分子扩散传递：在静止或作层流运动的液体中，存在浓度梯度的话,高浓度区内的组分总是向低浓度区迁移，最终趋于平均分布状态，浓度梯度消失。
如平流池等.3、紊流扩散传递：在绝大多数情况下，水流往往处于紊流状态。
水处理构筑物中绝大部分都是紊流扩散。
6.（1)完全混合间歇式反应器（CMB) 不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出，且假定是在恒温下操作(2)完全混合连续式反应器（CSTR）反应物投入反应器后，经搅拌立即与反应器内的料液达到完全均匀混合，输出的产物其浓度和成分与反应器内的物料相同(3）推流型反应器（PF）反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递答:在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。
在化工生产过程中,反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛.许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究,包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。
例如，氯化消毒池，除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等,甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。
介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。
7.为什么串联的CSTR型反应器比同容积的单个CSTR型反应器效果好?答：因为使用多个体积相等的CSTR型反应器串联，则第二只反应器的输入物料浓度即为第一只反应器的输出物料浓度,串联的反应器数愈多,所需反应时间愈短，理论上，当串联的反应器数N趋近无穷时，所需反应时间将趋近于CMB型和PF型的反应时间。
水处理计算公式
DO——溶解氧的浓度，mg/L，一般按2mg/L计
KO2——氧的半速常数，mg/L，~L,15℃时为2
θCm——最小污泥龄，d
SF——安全系数，通常取~
θC——污泥龄，d，此值也可按经验取值
Sr——进出水BOD5浓度差，mg/L
Y——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD5)
Kd——污泥内源呼吸率，d-1
XV——挥发性曝气池污泥浓度(MLVSS)，mg/L
R——污泥回流比
f——XV/X，（MLVSS/MLSS）挥发性污泥浓度/污泥浓度
r——二沉池中污泥综合系数，一般为左右
曝气池容积
θC——污泥龄即污泥停留时间，d
Y——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD5)
Kd——污泥内源呼吸率，d-1
X——曝气池污泥浓度(MLSS)，mg/L
Kd——日变化系数
固体通量法
X——曝气池污泥浓度(MLSS)，mg/L
Gt——固体表面负荷值，kg/m2·d
Qmax——废水最大时流量，m3/d
回流污泥浓度
SVI——污泥容积指数，mL/g，取值范围约100左右
Hale Waihona Puke Xr——剩余污泥/回流污泥浓度，mg/L
X——曝气池污泥浓度(MLSS)，mg/L
f——XV/X，挥发性污泥浓度/污泥浓度
fb——可生物降解VSS占VSS的比例（与f不同）
泥龄算法二
存疑问
θC——污泥龄，d，此值也可按经验取值
Sr——进出水BOD5浓度差，mg/L
Y——污泥理论产率，kg(VSS)/kg(BOD5)
Kd——污泥内源呼吸率，d-1
fb——可生物降解VSS占VSS的比例（与f不同）
mbr膜生物反应器的工作原理
mbr膜生物反应器的工作原理MBR膜生物反应器是一种将膜技术与生物反应器相结合的新型水处理设备，具有高效、节能、稳定等优点。
其工作原理是通过生物反应器与膜分离技术相结合，实现废水的高效处理和固液分离。
MBR膜生物反应器的工作原理可以简单分为两个步骤：生物反应和膜分离。
首先是生物反应步骤。
废水进入生物反应器，其中含有大量的有机物和氨氮等污染物。
在生物反应器内，通过添加特定的微生物菌群，利用这些微生物的代谢能力，将有机物和氨氮等污染物降解为较低的水平。
这个过程中，微生物菌群通过吸附、生物降解等作用，将废水中的污染物转化为生物体和气体等物质。
接下来是膜分离步骤。
在生物反应器中，通过一种特殊的膜分离技术，将废水和微生物菌群分离开来。
这个膜通常是一种微孔膜，其孔径非常小，可以有效阻止微生物菌群的通过，同时允许水分子和溶解在水中的溶质通过。
这样，废水中的微生物菌群被截留在生物反应器的一侧，而经过膜的水则进入下一个处理阶段。
通过这样的生物反应和膜分离步骤，MBR膜生物反应器可以实现废水的高效处理和固液分离。
它能够有效去除废水中的有机物、氨氮、悬浮物和微生物等污染物，使废水达到排放标准。
与传统的活性污泥法相比，MBR膜生物反应器具有更高的处理效率和更好的稳定性，可以适应不同水质和处理规模的需求。
MBR膜生物反应器还具有一些其他优点。
首先，由于膜的存在，反应器内的微生物菌群可以有效保持稳定，不易被冲刷或剥离，从而增加了系统的稳定性。
其次，MBR膜生物反应器的处理效果稳定，出水水质优良，可以用于对水质要求较高的场所，如饮用水厂和医药工业等。
另外，MBR膜生物反应器还具有较小的占地面积和灵活的运行方式，可以根据实际需要进行模块化设计和布置。
MBR膜生物反应器通过生物反应和膜分离两个步骤，实现废水的高效处理和固液分离。
它具有高处理效率、稳定性好、出水水质优良等优点，是一种应用广泛的水处理设备。
随着膜材料和膜分离技术的不断发展，MBR膜生物反应器在水处理领域的应用前景将更加广阔。
水处理反应器理论
3.5.2 计算化学反应的转化率 1 转化率 经过一定的反应时间以后，已反应的反应物分子数 与起始的反应物分子数之比。如果反应前后总体积 没有变化，其转化率可以用反应物浓度的变化来计 算，即 (c A c A )V c A c A xA （3—53） cA /V cA 式中 x A —转化率； V —反应前后的总体积； c A —t=0时A的浓度； c A —t=t时A的浓度。
3.2.2质量传递 传递机理可分：主流传递；分子扩散传递；紊流扩散传递。 1.主流传递 物质随水流主体而移动，称主流传递。它与液体中物质 浓度分布无关，而与流速有关。传递速度与流速相等， 方向与水流方向一致。 2.分子扩散传递
或[质量单位/面积/时间] DB——分子扩散系数，单位：[面积/时间] Ci——组分I的浓度，单位：[摩尔/体积]或[质量单位/ 体积] x——浓度梯度方向的坐标
计算化学反应的转化率 1 转化率 经过一定的反应时间以后，已反应的反应物分子数 与起始的反应物分子数之比。如果反应前后总体积 没有变化，其转化率可以用反应物浓度的变化来计 算，即 (c A0 c A )V c A0 c A （3—53） xA
c A0 / V
c A0
式中
x A—转化率； V —反应前后的总体积； c A —t=0时A的浓度； c A —t=t时A的浓度。
• 间歇式、活塞流反应器和恒流搅拌反应器的比
较：（从流动形态、停留时间、反应速度、反 应物浓度比较） 间歇式反应器 停留时间向等，浓度相等 活塞流反应器 停留时间相等，反应速度、浓度沿管长变化 恒流搅拌反应器 反应速度不变。 恒流搅拌反应器串联 在级内是充分混合的，级间是不混合的
物料在反应器内的流动模型
dCi ， dt 0，则：
第2章_水的处理方法概论
本章参考文献
[1]严煦世,范瑾初主编.给水工程.北京:中国建筑 工业出版社,1999,12:230~251. [2]张自杰,林荣忱,金儒霖主编.排水工程.北京:中 国建筑工业出版社,1996,6:44~47. [3]许保玖，安鼎年著.给水处理理论与设计.北 京:中国建筑工业出版社,1992,11:94~99.
2.3 水处理工艺流程
1.典型给水处理工艺流程 典型给水处理工艺流程 典型给水处理工艺 （1）常规处理工艺流程 ）
原水 混凝 沉淀 过滤 消毒 饮用水
图2－4 典型地表水处理流程
（2）预处理＋常规处理工艺 预处理＋ 预处理方法：粉末活性炭吸附法、 预处理方法：粉末活性炭吸附法、臭氧或高锰 酸氧化、生物氧化法等。 酸氧化、生物氧化法等。
第2章 水的处理方法概论 章
内蒙古工业大学市政系 刘宇红
2.1 主要单元处理方法
2.1.1 水的物理化学处理方法 混凝 沉淀和澄清 浮选 过滤 膜分离 吸附 离子交换 中和 氧化与还原
2.1.2 水的生物处理方法 好氧处理 厌氧处理
2.2 反应器的概念及其在水处理中的应用
一.反应器的概念 二.理想反应器分类及物料在反应器内的 流动模型 见图2 1,有完全混合间歇式反应器 见图2-1,有完全混合间歇式反应器 CMB型）、完全混合连续式反应器 （CMB型）、完全混合连续式反应器 CSTR型）、推流式反应器 PF型 推流式反应器（ （CSTR型）、推流式反应器（PF型） 三种。 三种。
例：
流量Q A的进口 浓度CAi 容积V A的浓度CA A的反应速率RA
图2-2 连续搅拌反应器
流量Q A的出口浓度CA
在进口流量Q和A的进口浓度CAi 的条件下，反应 Q A C 器内的浓度总是永远为CA ，而出口的浓度完全与反 应器内的浓度一样，也是CA。 列物料A的衡算方程：
水处理技术中的生物反应器
水处理技术中的生物反应器水作为我们生活中必不可少的资源，扮演着重要的角色。
然而，对于水污染问题的加剧，已经成为人们越来越关注的话题。
在这个问题上，水处理技术的发展已经变得至关重要。
其中一个非常成功的技术是生物反应器，可以从根本上降低水污染物的含量。
在本文中，我们将讨论这一技术的原理，类型以及优点。
1. 生物反应器的原理生物反应器是一种基于植物和微生物的水处理技术，主要通过一系列生物化学反应来去除水中污染物。
在反应器中，微生物使用废水中的有机物作为食物，并将其转化成更简单和更无害的物质。
这些微生物在特定条件下生长繁殖，可以有效地吸收和去除废水中的重金属以及有机和无机物。
植物通过吸收养分、转化和氧化这些物质来促进微生物的生长繁殖。
污染物最终被微生物与植物吸收、分解和去除。
因此，生物反应器被广泛应用于废水处理、水源保护以及环境修复等领域。
2. 生物反应器的类型生物反应器的类型有很多，不同的反应器种类可以根据处理对象以及水质要求来分类。
以下是一些常见类型的介绍。
a. 陆地流水式湿地陆地流水式湿地是一种通过植物滤清水的生物反应器。
在这种系统中，被处理的水通过一定的流速流经构建好的人工湿地。
在这个过程中，水被植物和微生物处理，净化水质。
这个生物反应器相对简单，操作成本较低，而且可以降低污染物的含量，因此在工程实践中得到了广泛应用。
b. 海水浓缩料净化系统这种海水浓缩料净化系统通常由反应器和通道组成。
间歇和连续两种加压方式可以用来处理产生的浓缩料。
在这个过程中，微生物利用营养物质，繁殖，从而去除浓缩料中的有机物。
这种反应器还可以将产生的浓缩物质，进行添加锌，氯化钠等的化学物质，进一步提高净化效果。
c. 生物滤池在生物滤池中，水通过一层充满被处理的物质的过滤器，对水进行处理。
在这个过程中，微生物吸附、吸收通道污染物质中的有机物和氨。
同时，可以将特定大肠杆菌去除掉。
该反应器门设备价格较低，拥有缓冲器的功能，因此在各种废水处理系统中都得到了广泛的应用。
mabr工艺技术
mabr工艺技术MABR（Meet the Airlifted Biofilm Reactor）是一种用于水处理的新型微生物膜反应器，它采用了气升式生物膜的技术原理。
MABR技术具有很多优点，例如节能、高效等，因此在近年来得到了广泛应用和研究。
MABR技术的核心是利用微生物的新陈代谢和相互作用来完成水的处理过程。
在MABR系统中，水通过微生物膜反应器，并与其中的好氧和厌氧微生物相互作用。
在好氧区域，氧气通过压缩空气或氧气供给给微生物膜，并与微生物中的有机物发生氧化反应。
而在厌氧区域，由于缺氧条件下，微生物通过厌氧呼吸将有机物转化为可溶性气体和二氧化碳。
这种相互作用使得MABR系统具备了高效、耐久、稳定的水处理能力。
MABR技术的一个重要特点是节能。
相对于传统的曝气式生物膜反应器，MABR技术采用了气升式的供氧方式，有效减少了能耗。
气体在MABR系统内通过气升作用，与微生物的附着生长保持接触，提供氧气，并在反应器顶部排放。
相比之下，传统的曝气式反应器需要通过气泵将气体压缩注入反应器底部，然后通过气泡的方式向上提供氧气。
这种方式不仅能耗高，还可能造成气体的挥发和浪费。
而MABR技术采用的气升式生物膜原理，可以最大限度地提高氧气传递效率，大大降低了能耗。
另外，MABR技术还具备高效处理水的能力。
由于MABR系统中采用了微生物附着膜的方式，微生物的密度较高，使得反应器容积利用率更高。
此外，MABR系统中的气升式供氧方式也能够更好地促进微生物的生长和代谢活动，提高了处理效率。
因此，相较于传统的生物膜反应器，MABR技术能够在相同的反应器容积下处理更多的水量，大大节省了空间和投资。
MABR技术在水处理领域的应用也具有一定的潜力。
例如，可以将其应用于城市污水的处理，实现城市污水的资源化利用和净化排放。
此外，还可以应用于工业废水的处理，完成工业废水中的有机物去除和水质提升。
不仅如此，MABR技术还可以用于水体的生物修复，例如河流、湖泊等水体的污染治理。
污水处理不能不知道的MBR知识
污水处理不能不知道的MBR知识在污水处理，水资源再利用领域，MBR又称膜生物反应器，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。
膜的种类繁多，按分离机理开展分类，有反应膜、离子交换膜、渗透膜等；按膜的性质分类，有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜)；按膜的构造型式分类，有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。
工艺组成膜一生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。
通常提到的膜一生物反应器实际上是三类反应器的总称：①曝气膜一生物反应器(AeratiOn Membrane Bioreactor,AMBR)；②萃取膜--生物反应器(Extractive Membrane Bioreactor,EMBR)；③固液分离型膜一生物反应器(Solid/Liquid Separation Membrane BiOreaCtor,SLSMBR,简称MBR)o曝气膜曝气膜一生物反应器(AMBR)最早见于COte. P等1988 年报道，采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜)，以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点(BUbblePoint)情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。
该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率, 有利于曝气工艺的控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。
萃取膜萃取膜一生物反应器，又称为EMBR (ExtractiveMembraneBioreactor ) o因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理；当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。
为了解决这些技术难题，英国学者Livingston研究开发了EMB o废水与活性污泥被膜隔开来，废水在膜内流动, 而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动，废水与微生物不直接接触，有机污染物可以通过选择性透过膜被另一侧的微生物降解。
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i
1
1 dx
（3—50）
△ xr (Ci )
（主流）Ci
（扩散）- ωDi
Ci x
Ci
Ci x
△x
Di
x
Ci
Ci x
△x
x
L
图 3-10 纵向分散模型（PFD型）
取出一个微元长度，列物料衡算式：
输入量：
C
v w C w(D
x
i
（3—51）
稳态时，
C i 0
故：
t
2
C
C
v i D
i r(C )
x
1
2
x
i
（3—52）
3.5 反应器理论在水处理中的应用 3.5.1 水处理中常见的反应器 水处理中常见的反应器的常见反应器见表3-1。
表3-1 水处理中的常见反应器
反应器
期望的反应器设计
反应器 期望的反应器设计
lgcA
cA0/%
o
一级反应的反应物图3的－4 半求一衰级反期应的可速率按常数3-5求得。
cA
e kt 1 2
1
c A0
2
t1 2
In2 k
0.693 k
100
(3－21) 50
25 12.5
0
t1/2
t1/2
t1/2
图3－5 一级反应的半衰期
3.1.4 两种反应物的二级反应
如果已知下列两种反应物的反应
3.1. 2 单一组分的零级反应
如果已知单一组分的反应为零级反应，则
rA
dc A dt
k
（3－12）
边界条件：t=0 cA=cA0 t=t cA=cA ，故
dc cA
cA0
A
t
kdt
0
（3－13）
cA cA0 kt
（3－14）
零级反应浓度随时间的变化见图3-2。
cA0
体积]
x——浓度梯度方向的坐标
3.紊流扩散传递
紊流扩散通量可写成类似于分子扩散通量式；
d Ci Jc Dc dx
(3—40)
式中：DC——称紊流扩散系数。
3．3 理想反应器模型
3.3.1 理想反应器分类 见图3-7,有完全混合间歇式反应器（CMB 型）、完全混合连续式反应器（CSTR型）、 推流式反应器（PF型）等三种
1 e (k1k2 )t
cC
k 2 c A0 k1 k2
1 e (k1k2 )t
（3－30） （3－31）
3.1.6 可逆反应
A k1 B
边界条件:t=0 t=t
A k1 B
cA cA0 cB cB0
cA cA0 xcB cB0 x
i)
i
1 x
输出量：
v w(C i
C i x
x)
w
D 1
(C x i
C i x
x)
反应量：
w x r(C ) i
物料变化量：
C w x i
t
则：
2
C
C
C
i D i v i r(C )
t
1
2
x
Br2
k1 2Br
•
k2
引发
Br • H2 k2 HBr H • 传递
H • Br2 k3 HBr Br • 传递
（3－7） （3－8） （3－9）
rHBr k2Br •H2 k2HBr H • k3H •Br2 （3－10） rHBr k2Br •H2 k2HBr H • k3H •Br2 （3－11）
c
O t
图3－2 零级反应的c-t曲线
3.1.3 单一组分的一级反应 如果反应 A k P为一级反应，则
dc A dt
kcA
（3－15）
cA dc A
t
kdt
c c A 0
A
0
（3－16）
Inc A Inc A0
In cA c A0
kt
（3－17）
由于，cA cP cAcA0为cAP0 的ex浓p(度k，t)由式（（33－－1168））
常见的反应
3.1.1 反应速率与反应级数
1.反应速率
单位时间、单位体积内某物质量的变化，
单位为mol m-3 s-1。表示为：
rA
1 V
( dnA dt
)
(3－1)
式中的可以和V组合成A的浓度，因此
rA
d[ A] dt
dcA dt
(3－2)
当A代表反应物时，反应速率 应为负值；
3.2.4 推流型反应器
现取长为dx的微元体积，列物料平衡式：
wdx
dCi dt
wv Ci
w v(Ci
dCi )
r(Ci ) w
dx
稳态时
，dCi
dt
0，则：
v
dCi dx
r(Ci )
（3—48）
x=0，Ci=C0；x=t，C=Ci，积分上式得
t
x v
ccoi
A B k P
是一个二级反应，A及B的初始浓度分别为及, 则的表达式按以下方法求得。
1. 当 cA0 cB0时，
t=0 cA=cA0 cB=cB0 t=t cA=cA0-x cB=cB0-x
cP=0 cP=x
dx dt
kcAcB
k (c A0
x)(cB0
x)
（3－22）
x
c c e (k1k2 )t
A
A0
（3－29）
同理
dcB dt
k c e (k1k2 )t 1 A0
cB 0
dcB
t 0
k1c
A0
e
( k1
k2
)t
dt
cB
k1cA0 k1 k2
e (k1 k2 )t
k1c A0 k1 k2
cB
k1c A0 k1 k2
设在反应器内某一指定部位，任选某一物组
分i，可写出如下物料平衡式：
单位时间变化量=单位时间输入量-单位时间输
出量+单位时间反应量
(3—38)
当变化量为零时，称为稳态，即：
单位时间输入量-单位时间输出量+单位时间反 应量＝0
3.2.2质量传递 传递机理可分：主流传递；分子扩散传递；紊流扩散传递。 1.主流传递
QC
V r(C )（3—45）
dt
i 0
i
按稳态考虑，即 dCi 0 ，于是：
dt
QC0 QCi Vr(Ci) 0 设为一级反应， r（Ci）=-kCi，则
（3—46）
因，V Qt 故
QC0 QCi VkCi 0 t 1 ( C0 1)
k Ci
（3—47）
应：cA0
1 2 cA0
所需时间
1 kcA0
所需时间 1
2
c
A0
1 4
c
A0
2 kcA0
故二级反应,衰减越来越慢
3.1.5 平行反应
A k1 B A k2 C
dc A dt
k1cA
k2cA
dcB dt
k1c A
dcc dt
k2cB
（3－26） （3－27） （3－28）
dCi r(Ci )
（3—49）
3.4非理想反应器
3.4.1 一般概念
PF型和CSTR型反应器是两种极端的、假 想的流型。图3—9表示两种理想反应器自进口 端至出口端的浓度分布。
PF型反应器在进口端是在高浓度C0下进行
反应，只是在出口端才在低浓度Ce下进行反应。
而CSTR型始终在低浓度Ce下进行反应，故反
条件: k1 k2 边界条件：t=0 cA cA0 cB 0
t=t cA cA cB cB
cA cB cC cA0
cC 0
cC cC
①
dc A dt
k1c A
cA
c
e kt
A0
（3－34）
②
dcB dt
k1cA k2cB
k1c A0e kt k2cB
得
cP cA0 cA0 exp(kt) （3－19）
一级反应的浓度随时间的变化见图3-3。
cA0 c
cP
cA
o
t
图3－3 一级反应的浓度－时间曲线
对方程（3－18）进行变换可得
lg
cA
kt 2.303
lg
c A0
(3－20)
用式（3-20）作图，见图3-4，根据其坡度可求k。
lgcA0 坡度 k /2.303
反应物可以分别表示为：
rA k C A. aCB b
rB
k CAa.
C b. B
(3－5) (3－6)
需注意的是：（1）浓度均为反应物；（2）系数
不一定等于A、B前的系数；（3）如不存在如此
关系，叫无反应级数的提法。
3．基元反应
构成化学计量方程的反应序列中的反应称 为基元反应。绝大多数的基元反应，其反 应级数与化学计量系数完全相等，例如：