[發(fā)明專利]一種用數(shù)學(xué)模型測(cè)定FNA對(duì)亞硝酸氧化細(xì)菌的影響的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010220851.2
• 申請(qǐng)日: 2020-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN111363776A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉兵;李一凡;陳飛勇;邵媛媛;吳金柱;李冰潔;趙碩;田宇;王靜;吳小東;趙振東;譚剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): C12Q1/02
• 分類號(hào): C12Q1/02;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 劉楊

1.一種用數(shù)學(xué)模型測(cè)定FNA對(duì)亞硝酸氧化細(xì)菌的影響的方法，其特征在于，首先，建立模型方程：設(shè)定亞硝酸鹽濃度梯度進(jìn)行批量實(shí)驗(yàn)，根據(jù)批量實(shí)驗(yàn)活性污泥的亞硝酸鹽濃度計(jì)算出游離亞硝酸FNA濃度；測(cè)定不同游離亞硝酸FNA濃度條件下亞硝化細(xì)菌的好氧速率OUR；根據(jù)活性污泥懸浮固體濃度SS和OUR計(jì)算出亞硝化細(xì)菌的比耗氧速率SOUR；建立游離亞硝酸FNA濃度對(duì)亞硝化細(xì)菌影響的模型方程；然后，利用所建立的模型方程，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，確定其動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述的用數(shù)學(xué)模型測(cè)定FNA對(duì)亞硝酸氧化細(xì)菌的影響的方法，其特征在于，具體方法是：

(1)測(cè)定所取用的活性污泥的懸浮固體濃度SS₀；

(2)設(shè)定亞硝酸濃度梯度對(duì)亞硝化細(xì)菌進(jìn)行批量實(shí)驗(yàn)，控制實(shí)驗(yàn)溫度為35±1℃，pH為7.3±0.1；

(3)根據(jù)批量實(shí)驗(yàn)亞硝酸鹽濃度、溫度和pH，計(jì)算出游離亞硝酸FNA濃度；

(4)測(cè)定不同游離亞硝酸FNA濃度條件下亞硝化細(xì)菌的好氧速率OUR；

(5)根據(jù)批量實(shí)驗(yàn)時(shí)BOD瓶中活性污泥的SS和OUR計(jì)算出亞硝化細(xì)菌的比耗氧速率SOUR；

(6)建立游離亞硝酸FNA濃度對(duì)亞硝化細(xì)菌影響的模型方程；

(7)利用所建立的模型方程，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，確定其動(dòng)力學(xué)參數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用數(shù)學(xué)模型測(cè)定FNA對(duì)亞硝酸氧化細(xì)菌的影響的方法，其特征在于：所述的游離亞硝酸FNA濃度計(jì)算公式為：式中：NO₂^-：批量實(shí)驗(yàn)的亞硝酸鹽濃度，mg-N/L；pH：批量實(shí)驗(yàn)的pH值；t：批量實(shí)驗(yàn)的攝氏溫度值，℃；根據(jù)公式計(jì)算出批量實(shí)驗(yàn)中亞硝酸鹽濃度梯度對(duì)應(yīng)游離亞硝酸FNA濃度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用數(shù)學(xué)模型測(cè)定FNA對(duì)亞硝酸氧化細(xì)菌的影響的方法，其特征在于：步驟(4)中，所述亞硝化細(xì)菌的好氧速率OUR測(cè)定方法為：測(cè)定BOD中的溶解氧DO，每30s記錄一次數(shù)據(jù)，至少測(cè)定12組數(shù)據(jù)，使用Excel做出斜率方程，使得R²≥99％，其斜率即為該亞硝酸鹽濃度條件下亞硝化細(xì)菌的好氧速率OUR。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用數(shù)學(xué)模型測(cè)定FNA對(duì)亞硝酸氧化細(xì)菌的影響的方法，其特征在于：在步驟(5)中，所述SOUR計(jì)算方程為計(jì)算SOUR所用SS為批量實(shí)驗(yàn)時(shí)BOD瓶中活性污泥的SS，根據(jù)步驟(1)中所測(cè)數(shù)據(jù)SS₀計(jì)算得出。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用數(shù)學(xué)模型測(cè)定FNA對(duì)亞硝酸氧化細(xì)菌的影響的方法，其特征在于：在步驟(6)中，所述的模型方程是指基于Eckenfelder方程和Monod方程建立游離亞硝酸FNA對(duì)亞硝化細(xì)菌影響的模型方程，在忽略堿度限制的條件下亞硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)速率可以用下式表示：式中：μ：亞硝化細(xì)菌的比生長(zhǎng)速率，d^-1；μ_max：亞硝化細(xì)菌的最大比生長(zhǎng)速率，d^-1；S_FNA：亞硝酸鹽濃度，mg-N/L；K_FNA：亞硝化細(xì)菌的半飽和速率，mg-N/L；K_I：基質(zhì)限制常數(shù)，mg-N/L；所述的模型方程中SOUR與μ存在正比關(guān)系，使用K_A作為參數(shù)表示這種關(guān)系可得到如下表達(dá)式：其中：SOUR：亞硝化細(xì)菌比耗氧速率，mg-O/g/h；K_A：亞硝化細(xì)菌的比耗氧速率參數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的用數(shù)學(xué)模型測(cè)定FNA對(duì)亞硝酸氧化細(xì)菌的影響的方法，其特征在于：所述步驟(7)使用模型方程對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬，確定出游離亞硝酸FNA對(duì)亞硝化細(xì)菌影響動(dòng)力學(xué)參數(shù)值K_FNA、K_I。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用數(shù)學(xué)模型測(cè)定FNA對(duì)亞硝酸氧化細(xì)菌的影響的方法，其特征在于：所述參數(shù)值K_FNA、K_I，用于活性污泥模型ASM中，運(yùn)用GPS-X軟件對(duì)實(shí)際污水處理工藝進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)。