实验四活性污泥生化反应动力学系数测定实验

实验四 活性污泥生化反应动力学系数测定实验

一、实验目的

1、 观察完全混合活性污泥处理系统的运行，掌握活性污泥处理法中控制参数（如污泥负荷、泥龄、

溶解氧浓度）对系统的影响；

2、 加深对活性污泥生化反应动力学基本概念的理解；

3、 掌握生化反应动力学系数K、Ks、Vmax、Y、Kd等的测定。 二、实验原理

活性污泥好氧生物处理是指在有氧参与的条件下，微生物降解污水中的有机物。整个过程包括微生物的生长、有机底物降解和氧的消耗，整个过程变化规律如何正是活性污泥生化反应动力学研究的内容，活性污泥生化反应动力学内容包括：

（1）底物的降解速度与有机底物浓度、活性污泥微生物量之间的关系；

（2）活性污泥微生物的增殖速度与有机底物浓度、活性污泥微生物量之间的关系； （3）有机底物降解与氧需。 1、底物降解动力学方程

Monod方程：

SdS （1） VmaxdtKsSVmax-------有机底物最大比降解速度，

Ks-----------饱和常数，

在稳定条件下，对完全混合活性污泥系统中的有机底物进行物料平衡：

SoQRQSe(QRQ)SeV整理后，得

dS0 （2） dtQ(SoSe)dS （3） Vdt

于是有

Q(SoSe)SoSeS （4） VmaxXVXtKsS 而

Q(SoSe)SoSeF/M，F/M为污泥负荷。

XVXt完全混合曝气池中S=Se，所以（4）式整理后可得

XtKs11 （5）

SoSeVmaxSeVmax（5）式为一条直线方程，以

Ks1SoSe为横坐标，（污泥负荷）为纵坐标，直线的斜率为，

VmaxSeXt截距为

1

，可分别求得Vmax、Ks。

Vmax

1

-

又因为在低底物浓度条件下，Se<SedSSeVmaxVmaxKSe （6） dtKsSeKsSoSe即 KSe （7）

XtSoSe以Se为横坐标，（污泥负荷）为纵坐标，可求得直线斜率K。

Xt2、活性污泥微生物增殖动力学方程 活性污泥微生物增殖的基本方程式：

dXdSYKdXv （8） dtdtY------活性污泥微生物产率系数

Kd-----活性污泥微生物的自身氧化率

Xv---混合液挥发性悬浮固体浓度，MLVSS

活性污泥微生物每日在曝气池内的净增殖量为：

XY(SaSe)QKdVXv （9）

将上式各项除以XvV，得

Q(SoSe)XYKd （10） XvVXvV而

Q(SoSe)F/Mr

XvVXQ(SoSe)为纵轴，以（污泥去除负荷）为横轴，直线斜率为Y值，Kd为纵轴截距。 XvVXvVF/Mr ------- 污泥去除负荷 以

三、实验设备

2

-

1、 带有挡板的完全混合式曝气沉淀池 2、 空气压缩机 3、 原水箱 4、 泵

5、 空气扩散管

四、实验操作 1、登录

进入实验后，会出现“登录”对话框，如下图所示

请认真填写班级、姓名、学号三项内容，这三项内容将被记录到实验报告文件当中。 同时还可以选择实验内容，选“不测定耗氧速度”，则实验过程中溶解氧浓度稳定在l,且不需要调节压缩机调节阀来适应活性污泥微生物变化引起的需氧量的变化，减少实验操作，简化实验内容。 2、进原水

打开原水进水阀,弹出进水阀调节面板，调节阀的开度，向曝气沉淀池中注入原水。

3、污泥接种

点污泥接种图向曝气池中接入培养好的污泥。

4、曝气

3

-

点击压缩空气调节阀，并调整阀门开度，向曝气池中输入氧气。

5、污泥回流

点击回流挡板高度调节的上下按钮，调节挡板高度，使沉淀池中的污泥回流到曝气池，以保持实验过程中曝气池中活性污泥微生物浓度（MLSS）稳定(1300-3000mg/l)。

6、排放剩余污泥

点击剩余污泥排放阀，调节阀门开度，以调整泥龄保持在一定的范围（5-15天）。 7、记录数据

观察右边的数据，并不断调整溶解氧浓度（Do）、活性污泥微生物浓度（MLSS）、泥龄（SRT）、污泥负荷（F/M），待其稳定后，开始记录数据。 8、调整原水进水水质或水量

点击原水BOD调节的上下按钮来调整进水水质或者点击原水进水阀门来调节水量，以改变不同的污泥负荷。

9、调节其余参数使系统稳定

调整溶解氧浓度（Do）、活性污泥微生物浓度（MLSS），使其稳定在上一次测定值，改变泥龄（SRT）、污泥负荷（F/M），待其稳定后，记录数据。 10、记录四组以上数据，实验完毕。 4

-

五、实验结果与数据处理 （1）原始数据记录表

（2）数据处理

（3）底物降解动力学参数K(K2), Ks, Vmax，作图求解

5

-

（4）活性污泥微生物增殖动力学参数Y, Kd，作图求解

六、注意事项

1、 实验过程中，要终保持溶解氧浓度(Do)保持在l左右；

2、 在保持活性污泥微生物浓度(MLSS)(1300-3000mg/l)稳定的情况下，测定不同的污泥负荷(F/M)

时的各项参数。MLSS的稳定靠溶解氧、回流比和泥龄的调节来实现。

3、 注意排泥流量，保持泥龄(SRT)在5-15天, 污泥负荷越高，增长的污泥越多，排泥量越大，泥

龄也越短。

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