污水处理原理第三讲.pptx

5-6 BOD与TbOD图5-12生化需氧量历时曲线第1页/共24页5-6 BOD与TbOD 图5-12给出了在天然水体中典型的生化需氧量历时曲线形式和温度对历时曲线的影响。将该曲线分成两段，以开始到增长缓慢下来的那点止称为第一阶段，这一段生化需氧量的产生是由于含碳有机物的分解，称作碳质BOD。曲线的后一部分称作第二阶段，代表含氮有机物硝化过程的需氧量，称为氮质BOD。总历时曲线可以看作是二者的叠加。第2页/共24页5-6 BOD与TbOD（1）碳质BODa.碳源物质完全氧化（如葡萄糖）：O2/C=2.67b.细菌的细胞合成：每合成1克干细菌，约需单体氧0.985gc.细菌完全氧化 每克干细菌的完全氧化需要单体氧1.41g第3页/共24页5-6 BOD与TbOD（2）氮质BOD 硝化BOD=4.57(有机氮+氨氮)毫克/升+1.14（NO2-氮）毫克/升 说明：总BOD应该包括碳质BOD和氮质BOD两者，但由于实践中涉及到的BOD问题一般都是指碳质BOD，所以在未特别注明的情况下，总BOD都是指碳质BOD第4页/共24页5-6 BOD与TbOD3.BOD试验 BOD试验是指300毫升瓶所做的标准五日生化需氧量（BOD5）试验。由于试验的条件和实际条件相差很远，试验的BOD值就不可能代表实际的情况。因此BOD试验还是存在一定缺陷的。BOD试验缺陷1）不能模拟生物氧化的处理过程，试验时水样静止、恒温；水样经过稀释；溶解氧的供应受到限制。2）滞后期的长短随试验的具体条件变化3）BOD曲线不一定通过原点，BOD5 的试验值与真正的有机物浓度间不存在真实的定量代表关系第5页/共24页5-6 BOD与TbOD 实线表示的是原生动物滞后期较长的情况，使BOD曲线出现一个平台。虚线表示的是原生动物滞后期较短的情况，BOD曲线上不出现平台第6页/共24页5-6 BOD与TbOD5.6.2TbOD试验 鉴于BOD试验存在的问题以及BODL的重要性，Busch等人从20世纪50年代起，就不断探索新的有机物生化需氧量的方法，发展了TbOD 方法，可以在一天以内甚至几小时内测出废水中有机物的总BOD值。Grady及Busch提出总BOD=BOD坪值+细菌的BOD理论值 BOD坪值：生化需氧量历时曲线上出现台阶的那一点所对应的BOD值。第7页/共24页5-6 BOD与TbODTbOD试验的具体方法：（1）获取驯化后的细菌悬浮液，并用自来水洗去其中所含残余有机物（2）测定细菌悬浮液的COD及质量浓度（3）测定废水的COD值（4）将细菌悬浮液a毫升与废水b毫升混合后并进行曝气，以促进细菌的代谢作用，并保持试样成分均匀，作为试验的时间的0点（5）按一定的时间间隔取水氧，测定混合液的COD、经0.45孔径滤膜过滤后的滤液COD以及悬浮固体量（6）计算：第8页/共24页5-6 BOD与TbOD第9页/共24页当混合液的COD曲线变水平后，表示水中有机物已被消耗光，CODm-CODmi代表BOD坪值，即废水中有机物完全转化成细菌物质后所需的氧量。当滤液的COD曲线变水平后，CODfi-CODi代表由于微生物作用所去除的氧的总需氧量，即BODLTbOD试验可以提供三个重要设计参数：（1）BODL;（2）处理过程所需的O2量；（3）细菌产量TbOD试验结果第10页/共24页5-7微生物集团的模型微生物集团的模型微生物膜微生物絮体第11页/共24页推导假设前提：稳定 集团成分，细胞的功能，菌龄分布以及其他微生物的活性不随时间T改变而改变。1.微生物膜的微分方程 定义a为单位体积的膜或絮体中所含的活微生物的总表面积第12页/共24页取厚度 ，面积为 的体积微元微生物去除底物速率第13页/共24页以 代入得按代入r表达式边界条件第14页/共24页2.基本方程的解对前面的式子进行无量纲化转换：当无扩散阻力时：第15页/共24页 当有扩散阻力时：有效系数E：有阻力扩散桶通量无阻力扩散通量第16页/共24页有效系数E的数值解：第17页/共24页 Atkinson等人进一步写出E的近似函数：p的简化式，以R表示：第18页/共24页3.微生物絮体的解（1）球形絮体的特征长度：（2）絮体的通量：（3）单位湿絮体容积中每克干微生物物质所去除的量：第19页/共24页絮体有效系数公式第20页/共24页4.讨论当微生物膜厚度L足够小时，E=1 当L相当大，值大时 当L相当大，值小时 第21页/共24页第22页/共24页第23页/共24页感谢您的观看！第24页/共24页