液相中物流的传递

从理论上来讲，微生物的生长取决于电子给体、电子受体以及营养物质经液膜向生物膜内的传递。一般来说，营养物质是过剩的，所以只有电子给体与电子受体才是所需考虑的主要因素，它们在液体中的浓度、在生物膜和液膜界面处的浓度以及在生物膜内的浓度是最主要的。它们在液体中的浓度、在生物膜和液膜界面处的浓度之间的关系受工艺过程特性的影响。这就使生物膜模式必须与工艺过程模式相联系。而生物膜内的浓度在生物膜深度上的变化将受界面上电子给体和电子受体浓度、生物膜厚度与性能、生化反应动力学与化学计量学的影响。
物料从主液体至生物膜与液体界面和内部的传递速率是生物滤池工艺过程性能的决定性因素。而检验这种传质过程可以通过检测溶解氧的方法来达到。因为物料从主液体向生物膜内传递的过程也是好氧微生物降解有机物的过程，在降解过程中就必须有氧的消耗，所以通过微探头探侧出溶解氧在达到并穿透生物膜中的分布情况，就可推测出物料的传递趋势。
Bungay对生物滤池滤料上溶解氧的分布研究结果见图2-7。从图中可以看出，在生物膜与液体界面的溶解氧浓度显著地低于主体液体中的浓度。

为了模拟物料的传递过程，研究人员常用的方法是设想在生物膜液体界面与主体液体相之间存在一不流动的厚度为Ly的液膜或边界层，假定从主体液体至生物膜的全部传质阻力都发生在这一层，其物料传质示=意见图2-8。
通过液膜的传质过程是由于分子扩散引起的，扩放系数假定为Dy，因此单位面积单位时间传递的基质质量，即通量，可用下式表示：N=Dy/Ly(c1一c2)
式中，N为单位面积膜厚Ly体积中所含微生物的总表面积上在单位时间内消耗的基质质量，即通量，量纲为ML^-2 T^-1；Dy为扩散系数，量纲为L2T^-1；Ly为液膜厚度，量纲为L；c1为物料在主体液体中的浓度，量纲为ML^-3；c2为物料在生物膜和液膜界面处的浓度，量纲为ML^-3。
还有的研究人员将上式归纳为：N=K(c1-c2)
式中，K=Dy/Ly。采用这种方法的研究人员都倾向于从化学工程文献中取用传质系数经验公式。

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