不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
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考虑DO影响
考虑pH的影响
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （1）短程硝化过程的动力学参数的计算
微氧池中pH和DO浓度基本稳定，因此上式简化为：
即
带入微氧区物料平衡方程 得 取倒数
（1）
（2）
（3）
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （1）短程硝化过程的动力学参数的计算
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
• 氨氮降解总方程
• 亚硝化平衡方程
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
• Monod方程表达式
• AOB产率
• 最大比生长速率
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
• 氨降解方程
用总MLSS代替
以 为横坐标，以 为纵坐标，对式（3）进行线性
，斜率为 。
拟合，结果如图3-2所示，直线的截距为
据图求得：
Vmax=1.20 mgNH4+-N/(gVSS·h) KS=5.25mgNH4+-N/L
图3-2
短程硝化动力学模型参数分析
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （2）短程反硝化过程动力学参数的计算
3
4
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
短 程 硝 化 反 硝 化
序批式活性污泥工艺（SBR）
缺氧-厌氧-微氧-好氧工艺（ A2O2 ）
曝气生物滤池（ BAF ）
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
序批式活性污泥工艺
(SBR) 1、硝化过程模型构建及参数测定 几点假设：
– 进水水质水量恒定 – 进水过程是瞬时的（不考虑进水过程氮的去除） – 完全混合式反应 – AOB(氨氧化菌或亚硝酸盐菌)不会处于内源代谢且代谢特性保持 稳定 – 模型基于Monod方程
另测得， M=5% X=5.106g SS/L-1
故 YA=0.26 μA=0.0193h-1
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
• 第二步：控制DO较低水平 A = 1/YA· μA · M · X ·SO/(KA,O + SO) 可确定 KA,O A=0.1962 SO/ KA,O+ SO=0.1962/0.317 • 试验得方程：
以 为横坐标，以 为纵坐标，对式（6）进行线性拟合， ，斜率为 。
结果如图3-3所示，直线的截距为
据图求得：
Vmax=0.00066 mgNO2--N/(mgVSS·h) KSSN+SSN+KNKS=66.157
图3-3
短程反硝化动力学模型参数分析
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （2）短程反硝化过程动力学参数的计算
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
• 亚硝酸盐降解总方程
• 反硝化平衡方程
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
Hale Waihona Puke • 亚硝盐降解方程• 整理得
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
• 第一步：控制KNO<< SNO; KS<< S » SNO/(KNO+ SNO)≈1; S/ (KS+ S)≈1 » (-1)/XH · dSNO/dt= qN 可确定qN • 第二步：控制KNO<< SNO » SNO/(KNO+ SNO)≈1 » (-1)/XH · dSNO/dt=qN· S/ (KS+ S) 可确定 Ks • 第三步：控制KS<< S » S/ (KS+ S)≈1 » (-1)/XH ·dSNO/dt=qN· SNO/(KNO+ SNO) 可确定KNO • 试验得方程
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
小组成员：李 檬 杨艳玲
孟 露 赵 晴
涂佳敏 刘 航
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
短程硝化反硝化是将氨氮氧化控制 在亚硝化阶段，然后进行反硝化，省去 了传统生物脱氮中由亚硝酸盐氧化成硝 酸盐，再还原成亚硝酸盐两个环节。
氮气（N2）
反硝化 反硝化
氨 （NH3、NH4+） 亚硝化
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
缺氧-厌氧-微氧-好氧工艺
(A2O2)
图3-1
A2/O2工艺流程框图及物料平衡图
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、设计进出水水质
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （1）短程硝化过程的动力学参数的计算
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
氨降解方程 其中
积分得
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
• 第一步：控制KA,O<< SO » SO/ KA,O+ SO≈1 » A ≈ （μA/YA ）·M·X 可确定μA/YA
A = 0.317 C =139.55 KA,NH = 1.35 mg/L-1
图1-1
亚硝酸盐 （NO2—）
硝化
硝酸盐 （NO3—）
传统生物脱氮途径
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
短程硝化反硝化具有很大的优势 1
节省25%氧供应量， 降低能耗。
2
减少40%的碳源，在 Ｃ/Ｎ较低的情况下 实现反硝化脱氮。
缩短反应历程，节省 50%的反硝化池容积。
降低污泥产量，硝化 过程可少产污泥 33%~35%左右，反硝 化阶段少产污泥55% 左右。
反硝化过程受双重基质的限制，在短程反硝化过程中，基质降 解受NO2-浓度和有机物浓度的限制，假设反硝化过程符合Monod方 程，因此用双重Monod模型方程来描述:
（4）
带入缺氧区物料平衡方程 得 取倒数
（5）
（6）
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （2）短程反硝化过程动力学参数的计算
若不考虑有机物对反硝化过程的限制，则反硝化动力学方程可 表示为：
（7）
带入缺氧区物料平衡方程 得 取倒数
KA,O=0.307
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
相关性系数R =0.9902
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
几点假设：
– 进水水质水量恒定 – 进水过程是瞬时的（不考虑进水过程氮的去除） – 完全混合式反应 – DNB(反硝化菌)不会处于内源代谢且代谢特性保持稳定 – 模型基于Monod方程
考虑pH的影响
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （1）短程硝化过程的动力学参数的计算
微氧池中pH和DO浓度基本稳定，因此上式简化为：
即
带入微氧区物料平衡方程 得 取倒数
（1）
（2）
（3）
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （1）短程硝化过程的动力学参数的计算
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
• 氨氮降解总方程
• 亚硝化平衡方程
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
• Monod方程表达式
• AOB产率
• 最大比生长速率
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
• 氨降解方程
用总MLSS代替
以 为横坐标，以 为纵坐标，对式（3）进行线性
，斜率为 。
拟合，结果如图3-2所示，直线的截距为
据图求得：
Vmax=1.20 mgNH4+-N/(gVSS·h) KS=5.25mgNH4+-N/L
图3-2
短程硝化动力学模型参数分析
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （2）短程反硝化过程动力学参数的计算
3
4
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
短 程 硝 化 反 硝 化
序批式活性污泥工艺（SBR）
缺氧-厌氧-微氧-好氧工艺（ A2O2 ）
曝气生物滤池（ BAF ）
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
序批式活性污泥工艺
(SBR) 1、硝化过程模型构建及参数测定 几点假设：
– 进水水质水量恒定 – 进水过程是瞬时的（不考虑进水过程氮的去除） – 完全混合式反应 – AOB(氨氧化菌或亚硝酸盐菌)不会处于内源代谢且代谢特性保持 稳定 – 模型基于Monod方程
另测得， M=5% X=5.106g SS/L-1
故 YA=0.26 μA=0.0193h-1
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
• 第二步：控制DO较低水平 A = 1/YA· μA · M · X ·SO/(KA,O + SO) 可确定 KA,O A=0.1962 SO/ KA,O+ SO=0.1962/0.317 • 试验得方程：
以 为横坐标，以 为纵坐标，对式（6）进行线性拟合， ，斜率为 。
结果如图3-3所示，直线的截距为
据图求得：
Vmax=0.00066 mgNO2--N/(mgVSS·h) KSSN+SSN+KNKS=66.157
图3-3
短程反硝化动力学模型参数分析
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （2）短程反硝化过程动力学参数的计算
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
• 亚硝酸盐降解总方程
• 反硝化平衡方程
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
Hale Waihona Puke • 亚硝盐降解方程• 整理得
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
• 第一步：控制KNO<< SNO; KS<< S » SNO/(KNO+ SNO)≈1; S/ (KS+ S)≈1 » (-1)/XH · dSNO/dt= qN 可确定qN • 第二步：控制KNO<< SNO » SNO/(KNO+ SNO)≈1 » (-1)/XH · dSNO/dt=qN· S/ (KS+ S) 可确定 Ks • 第三步：控制KS<< S » S/ (KS+ S)≈1 » (-1)/XH ·dSNO/dt=qN· SNO/(KNO+ SNO) 可确定KNO • 试验得方程
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
小组成员：李 檬 杨艳玲
孟 露 赵 晴
涂佳敏 刘 航
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
短程硝化反硝化是将氨氮氧化控制 在亚硝化阶段，然后进行反硝化，省去 了传统生物脱氮中由亚硝酸盐氧化成硝 酸盐，再还原成亚硝酸盐两个环节。
氮气（N2）
反硝化 反硝化
氨 （NH3、NH4+） 亚硝化
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
缺氧-厌氧-微氧-好氧工艺
(A2O2)
图3-1
A2/O2工艺流程框图及物料平衡图
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、设计进出水水质
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （1）短程硝化过程的动力学参数的计算
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
氨降解方程 其中
积分得
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
• 第一步：控制KA,O<< SO » SO/ KA,O+ SO≈1 » A ≈ （μA/YA ）·M·X 可确定μA/YA
A = 0.317 C =139.55 KA,NH = 1.35 mg/L-1
图1-1
亚硝酸盐 （NO2—）
硝化
硝酸盐 （NO3—）
传统生物脱氮途径
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
短程硝化反硝化具有很大的优势 1
节省25%氧供应量， 降低能耗。
2
减少40%的碳源，在 Ｃ/Ｎ较低的情况下 实现反硝化脱氮。
缩短反应历程，节省 50%的反硝化池容积。
降低污泥产量，硝化 过程可少产污泥 33%~35%左右，反硝 化阶段少产污泥55% 左右。
反硝化过程受双重基质的限制，在短程反硝化过程中，基质降 解受NO2-浓度和有机物浓度的限制，假设反硝化过程符合Monod方 程，因此用双重Monod模型方程来描述:
（4）
带入缺氧区物料平衡方程 得 取倒数
（5）
（6）
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （2）短程反硝化过程动力学参数的计算
若不考虑有机物对反硝化过程的限制，则反硝化动力学方程可 表示为：
（7）
带入缺氧区物料平衡方程 得 取倒数
KA,O=0.307
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
1、硝化过程模型构建及参数测定
相关性系数R =0.9902
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
几点假设：
– 进水水质水量恒定 – 进水过程是瞬时的（不考虑进水过程氮的去除） – 完全混合式反应 – DNB(反硝化菌)不会处于内源代谢且代谢特性保持稳定 – 模型基于Monod方程