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Monod模型在潜流式人工湿地中的应用探讨

摘要:本文对一阶模型和零阶模型进行了比较,提出将Monod 模型用于潜流式人工湿地的设计和
运行之中。通过模型的动力学分析,表明负荷率和零阶去除率常数是决定潜流式人工湿地去除效果的基本参数,特别是在应用Monod 模型时,可以得出湿地的最大去除率,从而避免在设计时引起尺寸过小。这有很重要的意义,说明湿地的负荷率有一个上限(这在一阶模型中是得不到的)。另外,本文还引进了一个新的无量纲参数无量纲参数 一湿地去除效率因子,作为比较湿地运行效果的有效方式。
关键词:一阶模型;零阶模型;Monod 模型;潜流式人工湿地;湿地去除效率因子
近几年来,潜流式人工湿地在处理生活污水、暴雨径流及工业废水中都获得了广泛的应用。对于去除BOD、CoD、TOC、TSS、氮、磷等均有较好的效果。在对潜流式人工湿地进行设计时,人们通常运用一阶降解模型,但对这一假设却缺乏充足的理论证明。
近来的研究表明,人工湿地中污染物的去除通常不易受温度波动的影响L2J,主要在于其中发生的物理过程,及随后发生的生物降解过程 3。所以,可以假设人工湿地中微生物系统降解污染物质的过程符合Monod 动力学模型。例如:当某种污染物浓度低时,表现为一阶模型;当其浓度相对较高时,则表
现为零阶模型。本文将对Monod模型在潜流式人工湿地中的应用和处理效果进行探讨。此外,湿地的处理效果通常用去除百分比表示,这有时会产生误导,因为这并不能反映污染物去除的量的多少。所以,用污染物质负荷及去除率进行分析更有指导意义,本文建议使用这一指标。
1 一阶模型设计和去除率方程
一阶降解模型在设计及预计处理效果时涉及了几乎所有的污染物:有机物质、悬浮固体、氮和磷,是
目前最合适的描述污染物去除的方程。一阶和零阶模型如下:
设计方程:
Monod模型在潜流式人工湿地中的应用探讨
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