簡介

分子式:CAS號: 性質(zhì):在連續(xù)生產(chǎn)過程中采用攪拌釜為反應(yīng)器時(shí)，常采用多個(gè)反應(yīng)釜串聯(lián)，稱為級聯(lián)反應(yīng)器。其目的是提高反應(yīng)器的效率。反應(yīng)釜是在出口濃度下進(jìn)行反應(yīng)的。若把全混釜一分為二進(jìn)行串聯(lián)反應(yīng)，則第一個(gè)釜中的濃度是第二個(gè)釜的入口濃度，故兩釜串聯(lián)的總體反應(yīng)速率比同體積的一個(gè)全混釜的反應(yīng)速率高。在相同處理量和轉(zhuǎn)化率的條件下，可以減少反應(yīng)器的總體積。階式連續(xù)流攪拌反應(yīng)器（S-CSTR）是（單級）連續(xù)流攪拌反應(yīng)器（CSTR）（混合反應(yīng)器）的一種改良形式。S-CSTR在處理能力和抗污泥膨脹能力方面明顯優(yōu)于CSTR，抗沖擊負(fù)荷能力方面明顯優(yōu)于推流式反應(yīng)器（PFR）。本文以反應(yīng)動力學(xué)為基礎(chǔ)，采用一種簡化的分析方法--等效對比法探討了反應(yīng)器級數(shù)、污泥回流比對S-CSTR系統(tǒng)凈化能力的影響規(guī)律，從抗沖擊負(fù)荷能力、抗污泥膨脹能力、設(shè)計(jì)等工程角度，對該系統(tǒng)的應(yīng)用提出了建設(shè)性的意見。

動力學(xué)模型

在活性污泥廢水處理系統(tǒng)中，單級混合反應(yīng)池屬于CSTR。在環(huán)境工程界，得到普遍認(rèn)可的反應(yīng)動力學(xué)公式為[1]:

T=（C0/Ce-1）/KX （1）式中:T--水力停留時(shí)間，h; CO，Ce--分別為進(jìn)出水有機(jī)物（底物）的質(zhì)量濃度，mg/L; X--污泥濃度，mg/L; x--反應(yīng)常數(shù)，L/（mg·h）。

公式（1）是假定生物反應(yīng)為一級反應(yīng)而推導(dǎo)出的動力學(xué)模型，主要應(yīng)用于低污泥負(fù)荷的反應(yīng)條件。通過推導(dǎo)（略）可知該公式的計(jì)算結(jié)果與污泥回流比的大小無關(guān)。式（1）可以寫成下列形式:

Ce/C0=1（1+KXT） （2）

兩個(gè)（含）以上CSTR串聯(lián)的活性污泥系統(tǒng)即為S-CSTR，圖1為N個(gè)等容積CSTR串聯(lián)的S-CSTR流程。

其中，Co為進(jìn)人第一級反應(yīng)器的底物濃度，C1，C2…CN分別為第1，2，…N級反應(yīng)器的出水底物濃度;Q，Q1分別為處理水量和剩余污泥排放量;R為污泥回流比;X為污泥濃度。根據(jù)式（2）可以寫出第1，2…N級反應(yīng)器的動力學(xué)方程:

C1/C0=1/（1+KXt1） （3）

C2/C0=1/（1+KXt2）

……

Cn/C（N-1）=1/（1+KXtN）

式中，tl、t2…tN分別為第1，2…N級各個(gè)反應(yīng)器的水力停留時(shí)間;設(shè)各級反應(yīng)器的容積相同，則t1=t2…tN=t，且有Nt=T（系統(tǒng)的總水力停留時(shí)間）。