低浓度废水厌氧处理中不同动力学模型对比研究

污水处理中微生物代谢动力学模型研究污水处理一直是环保领域的重要话题，处理污水需要用到微生物，而微生物代谢动力学模型是研究处理污水过程中微生物代谢行为的一种方法。

下面将详细介绍微生物代谢动力学模型在污水处理中的研究进展。

一、微生物代谢动力学模型简介微生物代谢动力学模型是研究微生物在生物反应器中代谢过程的数学模型。

这种模型通常包括基本反应方程式、反应动力学参数、环境因子等，通过对这些参数的研究，可以深入了解微生物的代谢行为，并对生物反应器的设计、运营和污水质量控制等方面提供指导。

二、微生物代谢动力学模型在污水处理中的应用微生物代谢动力学模型在污水处理中应用最广泛的领域是活性污泥法、好氧颗粒污泥法和好氧生物膜法。

这些污水处理技术中微生物的活动是控制处理效果的关键因素，而微生物代谢动力学模型可以帮助研究和掌握微生物的代谢规律，进而优化污水处理过程。

1. 活性污泥法活性污泥法是一种流行的污水处理技术，通过在反应器中引入微生物、空气和污水等，从污水中去除有机物、氨氮和磷酸盐等物质。

微生物代谢动力学模型可以用来研究微生物消耗有机物和氨氮的动力学规律，评估处理系统的稳定性和容错性，并优化外部因素，如温度、pH值和DO浓度等，以最大化反应器的生物效率。

2. 好氧颗粒污泥法好氧颗粒污泥法是一种新兴的生物处理技术，能够高效去除压力较高的有机物和氨氮。

在这种处理技术中，微生物形成了肥厚的微生物颗粒，这些颗粒的代谢动力学模型与活性污泥中的微生物有所不同。

好氧颗粒污泥法的微生物代谢动力学模型研究有助于评估好氧颗粒污泥法的处理效果和稳定性。

3. 好氧生物膜法好氧生物膜法是在填料或膜生物反应器内，利用微生物在生长代谢过程中在膜表面或填料上产生的生物膜，去除有机质和氨氮等有害物质的技术。

微生物代谢动力学模型能够评估膜生物反应器的稳定性、掌握生物膜的生长规律，以及优化处理反应器的设计和运行条件。

三、微生物代谢动力学模型研究的挑战微生物代谢动力学模型研究也存在着一些挑战，下面列举几个：1. 数据获取微生物代谢动力学模型涉及到大量的实验数据，而且这些数据的获取难度较大。

低浓度废水的厌氧消化研究进展摘要：低浓度废水一般指COD浓度低于2000mg/l的废水[52]，主要包括生活污水和各种稀释的工业废水。

目前，低浓度废水的处理多采用活性污泥法、接触氧化法和滴滤池等好氧工艺。

相对于好氧处理，厌氧处理不但能源需求少，而且能产生大量的能源，其处理设备负荷高，占地少，产生的剩余污泥少，且处理比好氧污泥容易。

随着现代能源的日趋紧张，越来越多的研究者把目光转向低浓度污水的厌氧处理，无论是实验室小试还是生产性处理都取得了很多成果。

关键字：低浓度废水厌氧消化低浓度废水一般指COD浓度低于2000mg/l的废水[52]，主要包括生活污水和各种稀释的工业废水。

目前，低浓度废水的处理多采用活性污泥法、接触氧化法和滴滤池等好氧工艺。

相对于好氧处理，厌氧处理不但能源需求少，而且能产生大量的能源，其处理设备负荷高，占地少，产生的剩余污泥少，且处理比好氧污泥容易。

随着现代能源的日趋紧张，越来越多的研究者把目光转向低浓度污水的厌氧处理，无论是实验室小试还是生产性处理都取得了很多成果。

1.1 用于低浓度废水处理的主要厌氧工艺：近二十年来，在厌氧反应器的设计和厌氧微生物降解有机物的机理方面的研究取得了巨大的进步，出现了许多高速厌氧反应器。

这些进步使反应器在很低的水力停留时间(HRT1.3-20h)下，仍能保持较高的污泥停留时间（SRT20-100d）,从而使厌氧反应器能够经济高效的处理低浓度的生活污水和稀释后的工业废水。

主要的厌氧工艺有：厌氧滤池（AF）、厌氧流化床（AFB）、上流式厌氧污泥床（UASB）、厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）、厌氧折流板反应器（ABR）和厌氧序批式活性污泥法（ASBR）等厌氧处理工艺。

由于市政生活污水和工业废水中含有更多的颗粒有机物，这些颗粒有机物必须经过厌氧消化的第一个阶段即水解酸化阶段，使其转化为可溶的小分子有机基质，这一步决定了整个厌氧消化的速率。

由于水解酸化过程需要较低的PH值，为了避免了因为PH的降低对产甲烷菌产生影响，通过对产酸阶段和产甲烷阶段的分离，能够提高对碳水化合物和蛋白质的水解，并能使产假烷阶段的微生物保持很高的活性，所以并不是所有的厌氧反应器适合处理低浓度的市政废水和工业废水。

厨余垃圾厌氧沼渣热解特性及动力学分析徐伟1，2，高婷3，殷进3（1.上海申环环境工程有限公司，上海200092；2.上海建工环境科技有限公司，上海200092；3.扬州大学环境科学与工程学院，江苏扬州225009）【摘要】围绕厨余厌氧发酵技术中厌氧沼渣处理难的问题，以高纯N 2为载气，气体流量为50mL/min，选择升温速率5、10、15、20、30℃/min，热解终温为850℃，开展了厨余厌氧沼渣热解动力学研究。

以3种不同热分析方法Flynn-Wall-Ozawa （FWO ）、Kissinger-Akahira-Sunose （KAS ）和Coats-Redfern （CR ）综合比较，研究了球磨时间和升温速率对沼渣热解活化能分布的影响规律，并结合CR 法对由Popescu 法筛选取得的最佳机理函数进行拟合。

结果表明：厨余沼渣的热解过程主要分3个阶段进行；CR 法计算的活化能数值较为接近实际值，约为41.32~46.49kJ/mol；由CR 法拟合结果发现，沼渣热解反应机理为三维扩散模型，为厨余垃圾厌氧沼渣热解资源化再利用提供了重要的基础理论数据。

【关键词】厨余沼渣；热重分析；球磨时间；动力学中图分类号：X799.3文献标识码：A文章编号：1005-8206（2024）01-0037-08DOI ：10.19841/ki.hjwsgc.2024.01.006Characterization and Kinetic Analysis of Pyrolysis of Anaerobic Digestate from Kitchen Waste XU Wei 1，2，GAO Ting 3，YIN Jin 3（1.Shanghai Shenhuan Environment Engineering Co.Ltd.，Shanghai 200092；2.Shanghai Construction EnvironmentalTechnology Co.Ltd.，Shanghai 200092；3.School of Environmental Science and Engineering ，Yangzhou University ，YangzhouJiangsu225009）【Abstract 】Regarding to the difficulty of anaerobic biogas residue treatment in the anaerobic fermentation technologyof kitchen waste，the pyrolysis kinetics of kitchen waste anaerobic biogas residue was studied on condition that high-purity N 2was used as the carrier gas，the gas flow rate was 50mL/min，the heating rates of 5，10，15，20，and 30℃/min were selected，and the final pyrolysis temperature was 850℃.The three methods of Flynn-Wall-Ozawa （FWO ），Kissinger-Akahira-Sunose （KAS ）and Coats-Redfern （CR ）were used to study the effects of ball-milling time and heating rate on the activation energy distribution of biogas slag pyrolysis，and the optimum mechanism function selected by Popescu method was fitted by CR method.The results showed that the pyrolysis process of kitchen waste was divided into three stages；the activation energy calculated by CR method was close to the actual value，ranged from 41.32to 46.49kJ/mol.According to the fitting results of CR method，the pyrolysis reaction mechanism of biogas residue was a three-dimensional diffusion model.The research results provided important basic theoretical data for the pyrolysis and resource reuse of kitchen waste anaerobic biogas residue.【Key words 】kitchen waste biogas residue；thermogravimetric analysis；ball-milling time；kinetics0引言2021年我国厨余垃圾产生量约为1.27×108t ，占城市生活垃圾产生量的40%~60%［1］，且呈现增加趋势，远高于其他国家或地区［2］。

低浓度生活污水厌氧处理的试验研究
低浓度生活污水厌氧处理的试验研究
该文介绍了厌氧生物污水处理技术在低浓度污水处理领域的研究,并通过实验室静态批量试验,针对广州等南方城市特有的`低浓度生活污水(CODCr浓度范围为35～350mg/L)研究了厌氧污泥消化过程对水中总CODCr和溶解性CODCr的去除规律、ORP的变化、影响因素以及边界条件.
作者：杨凯王向德 Yang Kai Wang Xiangde 作者单位：杨凯,Yang Kai(四川省环境工程评估中心,成都,610015)
王向德,Wang Xiangde(华南理工大学环境科学与工程学院,广州,510640)
刊名：净水技术ISTIC 英文刊名：WATER PURIFICATION TECHNOLOGY 年，卷(期)： 2006 25(5) 分类号： X7 关键词：厌氧消化低浓度生活污水 COD pH 氧化还原电位。

低浓度废水厌氧处理中不同动力学模型对比研究徐富;缪恒锋;任洪艳;赵明星;阮文权【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2013(033)012【摘要】采用厌氧颗粒污泥处理低浓度废水来启动实验规模的沼气提升厌氧反应器,以啤酒废水为例,厌氧反应器在温度(35±1)℃和进水COD浓度在2100～2400mg/L条件下,通过提高进水量方式,来缩短水力停留时间HRT和提高有机负荷OLR.用First-order、Monod and Contois、Grau second-order和Modified Stover-Kincannon动力学模型,考察在不同的HRT和进水浓度Si条件下,出水浓度Se与前两者的关系,确定动力学参数.实验结果表明:First-order和Monod and Contois模型不适用本实验,Grau second-order和Modified Stover-Kincannon模型适用,通过后两个模型公式分别比较实验值Se与计算值Se的差别,Grau second-order模型比Modified Stover-Kincannon模型更接近实验值.【总页数】7页(P2184-2190)【作者】徐富;缪恒锋;任洪艳;赵明星;阮文权【作者单位】江南大学环境与土木工程学院,江苏无锡214122;江南大学环境与土木工程学院,江苏无锡214122;江南大学环境与土木工程学院,江苏无锡214122;江南大学环境与土木工程学院,江苏无锡214122;江南大学环境与土木工程学院,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】X703.1【相关文献】1.造纸工业废水的厌氧处理技术（续）：厌氧技术处理制浆造纸废水实例 [J], 贺延;皇甫浩2.厌氧处理原理及其在低浓度有机废水处理中的应用现状 [J], 张杰;韦道领;应一梅;李海华3.厌氧处理系统对低浓度PCB含铜废水处理的研究 [J], 林盛鑫4.升流式厌氧生物滤池(AF)处理低浓度废水应用实例 [J], 萧云开5.多孔高分子载体固定化微生物厌氧流化床处理低浓度废水的研究 [J], 杨云霞;方治华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

污水处理过程中的溶解氧动态模型研究溶解氧是水体中的重要指标，直接关系到水体的生态环境和生物生存。

在污水处理过程中，溶解氧的动态模型研究对于提高处理效果和保护水环境具有重要意义。

本文将从动态模型的建立、关键参数和影响因素、实测数据采集与处理、模型评价与预测等方面进行分析。

1. 动态模型的建立污水处理过程中的溶解氧动态模型是根据过程动力学原理建立的，可以通过质量守恒方程和动力学方程来描述。

常见的动态模型方法包括质量守恒方程、氧气传输方程、生物降解动力学方程等。

这些方程根据污水处理系统的具体情况和处理工艺进行适当调整，结合实际操作数据来建立模型。

2. 关键参数和影响因素在建立溶解氧动态模型时，需要确定一些关键参数和影响因素，以保证模型的准确性和可靠性。

其中，影响溶解氧含量的关键参数包括温度、溶氧能力、水深、水体流动速度等；而影响溶解氧浓度变化的因素主要涉及生物降解速率、溶解氧传输速率、底泥释放和消耗等。

将这些参数和因素考虑进模型，能提高模型的实用性和应用价值。

3. 实测数据采集与处理为了建立溶解氧动态模型，需要采集和处理实测数据。

监测站点的选择要全面覆盖处理系统，同时需要科学合理地设置监测参数。

实测数据包括溶解氧浓度、温度、流速等指标，可以通过自动监测仪器、传感器等手段进行采集。

采集到的数据需要进行质量控制和校正，确保数据的准确性和可靠性。

4. 模型评价与预测建立溶解氧动态模型后，需要对模型进行评价和预测。

评价模型的准确性可以通过与实测数据进行比较来进行，常用的评价指标包括均方根误差(RMSE)、平均相对误差(MAPE)等。

预测模型的应用主要包括对溶解氧浓度未来变化的预测，可以帮助监测者及时采取相应的措施，保护水体生态环境。

总结：污水处理过程中的溶解氧动态模型研究对于保护水环境和提高处理效果具有重要意义。

在建立模型时，需要考虑动态模型的构建、关键参数和影响因素的确定、实测数据的采集与处理以及模型的评价与预测等方面。

基于动力学和PSO-SVM的废水厌氧处理产气量的混合软测量模型刘林;谢彬;马邕文;万金泉;王艳【摘要】Lack of AD process control and analysis is believed to be one of the main limitations for effective organic matter degradation.Biogas flow rate and component as commonly monitoring indicators indicate the overall process performance.The objective of this work was to implement a strategy to simultaneously monitor and predict the biogas flow rate using a hybrid model,which combined kinetic model and a traditional Support Vector Machine model (SVM) optimized by particle swarm optimization algorithm (PSO).For the training and verification of the models,a data set with 159 samples was used,which were obtained using a lab-scale AD reactor system.The results demonstrated that the hybrid model had a satisfying predicting performance.The R value of the traditional model was 86.71％.And compared with traditional model,the performance of the hybrid model was improved significantly the R value of the hybrid model was 95.73％.Furthermore,the hybrid model gave a successfulwindow,which was a good reference for the modeling study of AD process.%在实验室搭建了一套基于IC厌氧反应器的废水厌氧处理系统,自制有机废水(以葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾按COD∶N∶P=200∶5∶1的比例配制,同时加入微量元素)进行实验,该系统运行2个月,采集159组运行数据作为元数据集,以进水有机负荷、反应器温度、反应器pH值、氧化还原电位、体系积累的乙酸和进水碱度为输入量,以产气量为输出量,建立PSO(粒子群算法)-SVM(支持向量机)传统模型.为提升模型预测精度,在传统模型基础上,将反应器温度、反应器pH值、体系积累的乙酸进行动力学模型量化后建立混合模型.仿真结果表明,PSO-SVM模型对预测废水厌氧处理体系产气量表现较好,测试集的预测数据与实际数据的相关系数为86.71％,引入动力学模型后的混合模型在产气量预测中的精度提升较大,线性相关性R由86.71％提升至95.73％,可为监控、优化和理解厌氧消化过程提供指导.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2017(036)003【总页数】6页(P31-36)【关键词】厌氧消化;产气量;动力学模型;粒子群算法;支持向量机【作者】刘林;谢彬;马邕文;万金泉;王艳【作者单位】华南理工大学环境与能源学院,广东广州,510006;华南理工大学环境与能源学院,广东广州,510006;华南理工大学环境与能源学院,广东广州,510006;华南理工大学工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室,广东广州,510006;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640;华南理工大学环境与能源学院,广东广州,510006;华南理工大学工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室,广东广州,510006;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640;华南理工大学环境与能源学院,广东广州,510006;华南理工大学工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室,广东广州,510006;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640【正文语种】中文【中图分类】X793近年来，随着工业废水处理技术的发展，厌氧工艺在制浆废水和废纸造纸废水处理中的应用越来越广泛[1]。