Biofilm是和活性污泥法一樣重要的污水生物處理技術(shù),由于微生物附著在載體表面以膜的形式生長褥伴,因此由于傳質(zhì)阻力的增加谅将,使得Biofilm在模擬的時(shí)候與活性污泥工藝的不同。?
但是biofilm種無外乎也是發(fā)生著基質(zhì)的利用和微生物的增長重慢,只不過是基質(zhì)從生物膜的表面擴(kuò)散到內(nèi)部存在著濃度差饥臂,因此在不同厚度的微生物所得到的基質(zhì)是不同的。
在生物膜內(nèi)部的任何位置似踱,其基質(zhì)利用過程依然與懸浮生長的狀態(tài)類似隅熙,可用下式表示
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
這里的Xf指生物膜上的活性微生物量,Active biomass density within the biofilm,Sf 表示研究的位置的基質(zhì)的濃度核芽。
基質(zhì)擴(kuò)散過程可以用費(fèi)克擴(kuò)散定律來表達(dá)
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
在穩(wěn)定狀態(tài)下囚戚,微生物的基質(zhì)利用速率與擴(kuò)散速率是相同的,因此以上兩式的和為0.即
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
這個(gè)方程要求有兩個(gè)邊界條件轧简,一是沒有基質(zhì)進(jìn)入載體驰坊,即
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
另外一個(gè)邊界條件是膜與液體交界面上,基質(zhì)必須從液相擴(kuò)散入生物膜哮独,即
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
如果在兩個(gè)邊界拳芙,即液體和膜的邊界Sw及載體界面的基質(zhì)濃度Ss已知,可以得到上面式子的一個(gè)解析解假勿,
First order
對(duì)于一級(jí)反應(yīng)來說,其平衡狀態(tài)的狀態(tài)方程可以寫為:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
對(duì)上式進(jìn)行積分可以得到
The biofilm mass balance
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
The steady-state Biofilm
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??