[发明专利]一种评价厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法

权利要求书

1.一种评价厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：基于传质限制导致颗粒内部菌体自溶形成空腔机理，得到空腔边缘菌体生长速率小于衰减速率的数学表达式，进而计算得到形成空腔的临界基质浓度；

步骤二：测得反应器内的基质浓度和颗粒污泥半径，并代入反应扩散-方程，以确定颗粒污泥内部各处的基质浓度分布；

步骤三：当颗粒内部某处的基质浓度低于临界基质浓度时，即表明该处存在空腔，且空腔边缘的基质浓度即为临界基质浓度，通过结合步骤一和步骤二，确定颗粒内的空腔直径大小；

步骤四：计算含空腔颗粒污泥的重力和浮力，当含有气腔的颗粒污泥重力小于浮力时，颗粒就会上浮，否则下沉。

2.根据权利要求1所述的一种评价厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法，其特征在于，所述的步骤一中，空腔边缘菌体生长速率小于衰减速率的数学表达式为：

则形成空腔的临界基质浓度Scrit为：

其中：μ(r)表示厌氧氨氧化菌在颗粒内部距中心r处的增长速率，S(r)表示在颗粒内部距中心r处的基质浓度，k_d为厌氧氨氧化菌的衰减常数，μ_max为厌氧氨氧化菌最大比增长速率，k为厌氧氨氧化菌对基质的亲和常数，Scrit为临界基质浓度。

3.根据权利要求2所述的一种评价厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法，其特征在于，所述的步骤二中，确定基质浓度在颗粒污泥内部的分布是通过下式实现：

式中

边界条件为：

在在r＝R,S(R)＝Sbulk

其中：ξ为比例常数；Y为产率系数；R为颗粒污泥半径；υ(r)为颗粒内部距中心r处的体积基质转化速率；Sbulk表示反应器内的基质浓度；ρ_x为生物量密度；D为基质的传质系数，d为微分符号。

4.根据权利要求3所述的一种评价厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法，其特征在于，所述的步骤三中，根据步骤二反应扩散方程计算基质浓度在颗粒内部的分布S(r)，并结合步骤一中的临界基质浓度Scrit，确定空腔大小，即

Scrit＝S(r^*)

其中临界基质浓度Scrit所对应的半径r*即为空腔的半径。

5.根据权利要求3所述的一种评价厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法，其特征在于，所述的步骤四中，通过以下公式计算含空腔颗粒污泥的重力F_g和浮力F_b：

含空腔颗粒污泥重力：

浮力：

其中，m为颗粒的质量，ρ_b为颗粒不含空腔的污泥密度，ρ_w为颗粒所在反应器内液体密度，g为重力加速度，为颗粒的体积，为颗粒内部空腔的体积。

6.根据权利要求5所述的一种评价厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法，其特征在于，所述的颗粒粒径d_j由对颗粒直接测定的投影当量粒径d_p换算得来：

d_j＝ψ_md_p

其中：d_j为理论球形粒径，ψ_m为质量修正因子。

7.根据权利要求3所述的一种评价厌氧氨氧化颗粒污泥上浮的方法，其特征在于，所述的比例常数，是在基质为亚硝氮时列入计算公式中，当基质为氨氮时则不将该比例常数列入计算公式中。