“活性污泥-生物膜”处理废水复合生物工艺_王兵_9787560348568

本书简明扼要地介绍了“活性污泥-生物膜”处理废水复合生物工艺技术。第1-3章主要阐述废水生物处理悬浮生长培养系统和附着生长培养系统的设计依据与原则；第4-6章是对悬浮生长于附着生长培养系统制氢工艺建立与运行的探究；第7.8章主要介绍不同底物制氢性能的研究；第9-11章主要介绍强化污泥负荷冲击对制氢系统的影响。

　　第2章废水生物处理悬浮生长培养系统

　　2．1理想悬浮生长培养系统

　　在废水生物处理过程中，如果把每个单元视为单独的系统而逐一去理解其工作过程，会是非常困难的工作。幸运的是，生物处理只包含有限的过程，它们之间具有许多共性。这意味着它们之间的主要差别在于反应器培养系统的构型。由于生化反应动力学已经研究得相当成熟，而反应器培养系统工程学原理可用来研究反应器培养系统构型的作用，两者的结合可以使人们了解各种类型生物处理系统的运行规律。反应器培养系统工程学是将数学模型用于分析和设计化学及生物化学反应器的一门科学。下面将简述反应器培养系统工程学的一些基本概念。

　　2．1．1微生物系统模型

　　微生物系统是极其复杂的，所以其模型也是非常复杂的。幸运的是，一些相对简单的模型已经被证明能够描述许多生化反应过程。由于本书的目的在于掌握系统作用的一般规律，因此下面将集中讨论这些模型，但是考虑得太复杂很可能反而添乱。以下采用的所有模型都是以质量、动量和能量的转换为基础的过程传递模型。而且，这些模型基本上属于现象学类型，因为其速率表达式只是以基本形式描述了反应的基本机理。与此同时，这些模型又都是经验性的，因为模型应用的最终检验是通过实际观测和经验而不是凭基本原理推导。

　　本书所采用的模型和速率表达式都做了一些简化性的假设。虽然许多假设是隐性的，但是对经常使用的假设将其明确指出来还是非常重要的。第一个假设：一个反应器系统中指定种类微生物的所有个体都是相同的。事实上，由于所处生命周期阶段不同，每个微生物的生理状态都是不同的。但是，对这些状态的影响知之甚少，用数学进行描述将会非常复杂，因此不予考虑。第二个假设：随机现象可以忽略，即细胞之间的任何随机性差别都可以不予考虑。这个假设一般不会产生什么问题，因为大多数生化反应器都有数量庞大的细胞，使得这种随机性偏差可以忽略不计。第三个假设：每个微生物功能组别（如好氧异养菌、自养菌等）中，所有的微生物都被看作属于同一个种类。但是，在废水生物处理中从来都并非如此，所涉及的微生物至少有几十种甚至几百种。第四个假设是第三个假设的延伸：在一个微生物种类之中不考虑其个体，即关注的是微生物群整体，而不是组成它们的个体。这个假设在平衡生长条件下是合理的，因为此时微生物群体的变化与其数量的变化是成比例的。而且，微生物在反应器中被认为是均匀分布的。最后，假设悬浮生长式反应器的反应是均匀进行的，尽管反应器中的微生物会有不同的生长阶段。这个假设使得反应物从液相到固相（微生物体）之间的传质过程被忽略了，因而简化了模型。虽然传质过程确实比较重要，尤其是对于一些絮体，例如对活性污泥来说，但是采用这个假设并不会引起多大困难。

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