BioWin应用贴士之如何模拟高温厌氧消化池

BioWin中没有高温厌氧消化单元,如果用户将厌氧消化单元设置温度高于40°C, BioWin会警告用户该设置无法进行。这是因为BioWin厌氧模型中的动力参数、化学计量代表的是中温厌氧消化池,并且温度修正公式仅适用于低于40°C的情况。如果需要模拟高温厌氧消化过程,用户可以通过如下设置进行。 

首先,我们先来总结一下中温厌氧消化过程。该过程设置温度通常为35°C ,SRT为20天。BioWin示例文件中所涉及到的厌氧消化单元都是参照此运行条件设计的。当SRT大于15天时,适宜产甲烷细菌的生长。 经典教科书Metcalf & Eddy中讲到中温厌氧消化反应器中VSS去除率可以达到65%,尤其是当入流污泥中含有较多初沉污泥的情况下。但是最新版的中并没有提到高温厌氧消化单元中VSS去除率,但是提到分段的厌氧消化(SRT为5天高温厌氧消化加SRT为10天的中温厌氧消化 )相比单个SRT为15天的中温厌氧消化,能将VSS去除率提高15~25%。 

在BioWin中模拟高温厌氧消化,就需要对一些模型参数进行修改。EnviroSim建议只是针对某一厌氧消化单元将以下参数的做局部修改,而不是全局性的修改。
 
- 将温度设置为BioWin允许的最高值40°C。 - 厌氧水解因子(AD hydrolysis factor): 可以将该参数增大,用以确保只有少量的颗粒态可降解型COD存在于中温厌氧消化单元中。

 - EnviroSim研究发现即使在中温条件下也会有一些内源呼吸产物的衰减产物,试验得出的速率为0.0075/d。保守起见,BioWin中仍然将此速率设置为0。但是在高温厌氧消化中,也许会存在内源呼吸产物的衰减,从而提高VSS的去除率。所以用户可以将会有一些内源呼吸产物的衰减速率设置为0.0075/d,并将温度修正系数设置为1.1. 
- 另一种增强VSS去除率的机制可能是高温条件下,微生物衰减速率会升高。为了绕过BioWin最高温度为40度的限制,用户可以增加OHO厌氧衰减的温度修正系数至1.1,用以获得比常规40°C条件下更高的衰减速率。 

- 为了确保所有可降解有机物都能被水解,最后被转化为甲烷,用户也需要将产甲烷菌生长速率的温度修正系数提高至1.1,用以获得比常规40°C条件下更高的生长速率。 

EnviroSim开发了一款计算器,方便用户计算一定VSS去除率所对应的理论甲烷产量,用于验证实际数据的可靠性。