单池式反应器系统(OTR)
2023年裂解(裂化)工艺高频考点训练3卷合壹(带答案)试题号32
2023年裂解（裂化）工艺高频考点训练3卷合壹（带答案）（图片大小可自由调整）全文为Word可编辑，若为PDF皆为盗版，请谨慎购买！卷I一.全能考点(共100题)1.【判断题】工作人员进入反应器内部之前,应分析氧含量达19.5%~23.5%,有毒有害气体含量符合标准,设备外部有专人监护,并要求监护人与之保持经常的联系。
参考答案：√2.【单选题】冷区着火时,应注意不能一概用()灭火。
A、泡沫B、干粉C、水参考答案：C3.【单选题】全面紧急停车后,关于火炬系统的处理步骤,下列操作正确是()。
A、低温液体物料可直接排火炬总管B、停火炬气回收压缩机时,及时与裂解联系,避免燃料气压力波动C、各系统同时向火炬排放,没有顺序参考答案：B4.【单选题】奥氏体不锈钢制压力容器用水进行液压试验时,控制水的氯离子含量不超过()mg/L。
A、20B、25C、30参考答案：B5.【单选题】热泵是指()。
A、通过做功将热量由低温热源传给高温热源的供热系统B、输送热流体的泵C、输送高温流体的泵参考答案：A6.【单选题】高毒作业场所应当设置()色区域警示线、警示标识和中文警示说明,并设置讯报警设备。
A、红B、黄C、橙参考答案：A7.【单选题】为减少污染,含硫污水应采用的输送方式是()输送。
A、密闭式B、开放式C、连续式参考答案：A8.【单选题】裂解炉宜集中布置在装置的边缘,且位于可燃气体、液态烃的全年最小频率风向的()。
A、下风向B、上风向C、无所谓参考答案：A9.【单选题】对2－3岁幼儿进行儿歌练习，尽量选择（）。
A、3个音节B、2个音节C、4个音节D、6个音节参考答案：A10.【单选题】乙烯装置乙烯球罐区应设置水喷淋防火设施,水压应维持在()MPr以上。
A、0.45B、0.3C、0.7参考答案：A11.【单选题】乙烯的最高容许浓度是()mg/m3;。
A、100B、200C、300参考答案：A12.【判断题】罐区的地沟、电缆沟或其他可能积聚可燃气体处,宜设置可燃气体监测报警器。
全污水处理厂数学模拟的BioWin模型
考虑污泥处理工艺 及其对主流工艺 影响的整体优 化( 见图 1) 。随着水污染控制要求的提高, 污水处理 厂出水氮磷的排放标准也变得更加严格。因此, 目 前污水处理厂的数学模拟已经朝全污水处理厂模拟 的方向发展, 着眼于污水处理厂整体的优化设计和 运行。全污水处理厂数学模拟是污水处理厂节能减 排方案分析和评价的重要工具。BioWin 数学模型 即是 一个 典 型的 全 污 水 处理 厂 的 数 学模 型。 Bio Win 已经经过十多年的开发并且已经在工程中 得到广泛应用。为了对全污水处理厂的数学模拟有 一个全面的了解, 本文将对 BioWin 数学模型的主 要特征做一综合的 介绍 ( 更详 细的可参考 Env iroSim 2007a, b) 。 1 全污水处理厂的 BioWin 数学模型
然后用这个基本速率乘以反映细菌生长的不同环境条件溶解氧条件亚硝酸盐和硝酸盐存在与和营养盐氮磷限制的条件以及p抑制情况给水排水vol134增刊2008161城市污水处理厂各种活性污泥模型的主要特征比较模型名称asm1asm3asm2dadm1biowin发表时间更新时间198719991999200219912007模型类型和厌氧消化旁流处理工艺状态变量数1312192650模型参数个数19387340246参数的有效范围模型校正的工作量中等实际工程应用广泛较少广泛较少广泛精确预测tss硝化一步硝化一步硝化一步硝化两步硝化作为插入模型反硝化利用甲醇反硝化近似近似近似限制碱度替代碱度替代碱度替代co2nh3气体剥离盐的磷沉淀经验公式生物气体的产生ch4温度依赖性温度范围有830二个参数集有835全污水处理厂模拟要求活性污泥和厌氧消化模型之间的界面各种模型使用一组共同的状态变量代表有此功能
化学反应器的结构和应用形式
化学反应器的结构和应用形式化学反应器是一种经过精心设计的实验仪器，一般用来进行各种化学反应或者物理现象的模拟。
它的设计结构和应用形式非常复杂，下面我们将深入探讨它们。
一、反应器的结构通常情况下，一个化学反应器必须包括以下组成部分：（1）反应器主体：负责反应物质的混合、反应及生成物的收集和分离。
根据设计和应用需要，反应器主体的形式和尺寸可以有很大的差异。
（2）反应器的配件：像降温器、加热器、搅拌器、反应物料投加器、压力管理器、安全装置以及采样管和废品排放口等等，这些配件的安装位置一般是在反应器主体上。
（3）反应器传热器：反应器需要通过或者控制传热器传递进热量或者吸取热量，以保持反应的稳定进行。
传热器的类型包括管式传热器、板式传热器和卷式传热器等等。
二、反应器的应用形式根据化学反应器的用途和样本的类型，我们可以将其分为以下几种应用形式：（1）批处理反应器：批处理反应器一般用于小规模的实验室化学反应，反应物的加入是一次性的，最后产物也是一次性的。
产品可以直接拿去做下一步实验或者直接丢弃。
（2）间歇式反应器：间歇式反应器一般用于大规模的化学反应，例如大批量生产某种化学品。
这种类型的反应器不断地加入、搅拌和混合反应物，最后将产物分离和收集。
（3）连续式反应器：连续式反应器也适用于大规模的化学反应，但是与间歇式反应器不同的是反应物的加入是连续不断的。
一般情况下，反应物混入反应器后会连续不断地发生化学反应并传递到下一个阶段。
（4）微反应器：微反应器一般被用于极小规模的化学反应，例如100微克甚至更小量级的化学试剂，微反应器体积非常小，然而由于反应物容易受到温度控制，混合和扩散的影响，微反应器的反应效率和产品产量却远比常规反应器要高。
三、反应器的应用领域由于化学反应器和实验仪器在很多领域都有着广泛的应用，所以这里只简单地列出一些主要的应用领域：（1）化学合成（2）食品工业（3）药物研究（4）印刷和着色（5）爆炸及能源（6）塑料和高分子材料等等总之，化学反应器的结构和应用形式非常复杂，除了初始的反应物料的混合，各种配套反应设备以及反应设施的完备和灵活性设计也非常重要。
生物工程课件PPT
图解法确定
02
基本操作模型
酶催化反应的反应时间
01
酶催化反应的反应时间
（1）BSTR的均相酶促反应的反应时间
= 0
计算BSTR反应时间的通式
若酶反应为单底物无抑制反应，且动力学关系符合M-M方程，可得
= 1 −
= 0 න
−
=
01
基本操作模型
反应时间为
假定： =0时, = , = 0;
= 时, = , =
= − න
令底物转化率为 ：
=
有
−
=
=1−
/
0 −
/ 0 − − 0
=
/ + / 0 − − 0
03
细胞反应的反应时间
积分得到：
= න
/
0
+ / 0 − − 1
/ 0 − − 0
故它是在封闭系统进行的过程；反应器中底物浓度、产物浓度以及细胞浓度均随反
应进行的时间而变化。
1. 非稳态过程
2. 所有物料具有相同的停留时间和反应时间
3. 随着反应的进行，反应器的效率将降低
01
基本操作模型
对分批搅拌反应器，可对整个反应器做反应组分（底物或产物）的物料衡算为：
反应组分的转化速率
= -反应组分的积累速率
1 −
当 ≫ 时，即反应呈零级反应特征时
∙ = = −
从图中可以看出，当 / 值较小时，近似为一级反应，
以DO作为MSBR污水处理系统模糊控制参数的研究
第 ２ 卷第 １ １ 期
２０ 年 ２ ０７ 月
能 源 环 境 保 护
Ｄ埘 Ｅ ｗｉｏ ｍｅ￣ ｌ ｒ ｔ ｃ ｉｎ ｚ ＿ ｎ １ ｏｅ ｔ ｒ Ｐ ｏ
Ｖｏ ． １ Ｎｏ １ １２ ， ． Ｆ ｂ． ２ ０ ｅ ， ０７
以Ｄ Ｏ作为 Ｍ Ｂ 污水处理系统模糊控制参数的研究 ＳＲ
ＰＡＲ 佃 Ｅ Ｉ Ⅵ Ａ Ｒ Ｎ
Ｌ ＩＪ ， Ａ ｕ
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Ｇ Ｃ ｅ —ｄ ａ ｏ ａ ｈｎ ｇ ｕ ｎ， Ｕ Ｘｉ ｏ—ｂ ， ＨＡＯ Ｃ ｅ ｇ ０Ｚ ｈｎ
ｆ ｏｔｗｓ Ｕｉ ｒｔｏ ｃ ｎ ｎ ｅ ｎｌ ｙ Ｍｉ ｙｎ ２００ ｃ ／ ） ｕｈ ｅ ｎ ｅｉ ｉ ｃ ａｄＴｃ ｏｏ ， ａ ａｇ６ １１， ｈ Ｓ ｔ ｖ ｓｙ ｆＳ ｅ ｅ ｈ ｇ ｎ ￣
Ａｂ ｔａ ｔ Ｍｏ ｉ ｅ ｅ ｕ ｎ ｉｇ ｂ ｔｈ ｒａｔｒｉ ａ ａ ｒｂｃｍｏｔ ｎ ｗ ｓｅ ａｅ ｒａｍｅ ｔｐｏ ｅｓ ｓｒ ｃ ： ｄｆ Ｓ ｑ ｅ ｃｎ ａｃ ｅｃｏ ｎ ｅｏ ｉ ｓ ｙ ｉ ａｔｗ ｔｒｔ ｔ ｎ ｒｃ ｓ ． ｉ ｄ ｓ ｌ ｅ
Ｏ ｙ ｅ ｅ ｎ ｓｒｌ ｔ ｅ ｔ ｒａ ｉ ｔ ｒ ｅ ｒｄ ｔ ｎ． ｉ ｏｖ ｘ ｇ ｎ ｉ ｅ ｃ ｒｉ ｄ ｐ ｎ ｅ ｔ ｎ ｘ ｇ ｎ ｄ ｍａ ｄ ｉ ｅａｉ ｏ ｇ ｎ ｃ ｍａｔ ｇ ａ ａｉ Ｄ ｓ ｌｅ ｏ ｙ ｅ ｒａ ｔ ｅ ｅ ｄ ｎ ｖ ｏ ｅ ｄ ｏ ｓ ｄ ｎ ｏ ｓ ｏ ｃ ｎ ｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｆ ｅ ｔ ｅ ｔ ｎ，ａ ｄ ＭＬ Ｓ． ｈｓ ｅ ｐ ｒ ｎ ｄ ｒｓ ａｃ ｈ ｗ ：ｈｇ ｅ ｏ ｃ ｎ ｏ ｃ ｎ ｒｉ ｆｉ ｌ ｎ ，ａ ｒ ｉ ａｏ ｎ ｕ ａ ｏ ｎ Ｓ Ｔ ｉ ｘ ｅ ｉ ｔａ ｅ ｒ ｈ ｓ ｏ ｓ ｉｈ ｒｃ ｎ ｅ － ｍｅ ｎ ｅ
反应器型式和操作方式的选择
03
各类反应器适用场景及特点
釜式反应器
适用场景
适用于液-液、液-固相反应及反应过 程中有固体生成的场合，如酯化、硝 化、磺化等反应。
特点
结构简单，操作方便，传热面积大， 传热效果好，适用于间歇操作。
反应器分类
根据反应的特点和需求，反应器可分为釜式反应器、管式反应器 、塔式反应器、固定床反应器和流化床反应器等。
Байду номын сангаас
常见反应器型式介绍
釜式反应器
管式反应器
塔式反应器
固定床反应器
流化床反应器
适用于液相或气液相反应 ，具有结构简单、操作方 便、传热效果好等优点。
适用于气固相或气液相连 续反应，具有结构紧凑、 传热效率高、反应时间短 等特点。
适用于气固相或气液相逆 流接触反应，具有处理能 力大、传质效率高、操作 弹性大等优势。
适用于气固相或液固相反 应，具有催化剂不易磨损 、反应温度均匀、易于控 制等优点。
适用于气固相或液固相反 应，具有传热传质效果好 、催化剂活性高、操作灵 活等特点。
选型原则及影响因素
选型原则
在选择反应器型式时，应遵循满足工艺要求、保证产品质量、提高经济效益等 原则。
影响因素
反应器选型受到反应物性质、反应条件、催化剂性质、传热传质要求等多种因 素的影响。因此，在选型时需综合考虑这些因素，选择最适合的反应器型式。
02
操作方式选择依据
连续操作与间歇操作比较
连续操作
物料连续进入和离开反应器，反 应过程中各参数保持恒定，生产 效率高，产品质量稳定。
间歇操作
史上最全的反应器结构及工作原理图解！
史上最全的反应器结构及工作原理图解！这里给大家介绍一下常用的反应器设备，主要有以下类型：①管式反应器。
由长径比较大的空管或填充管构成，可用于实现气相反应和液相反应。
②釜式反应器。
由长径比较小的圆筒形容器构成，常装有机械搅拌或气流搅拌装置，可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。
用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜（见鼓泡反应器）；用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。
③有固体颗粒床层的反应器。
气体或(和)液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程，包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。
④塔式反应器。
用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备，包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等（见彩图）。
一、管式反应器一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。
这种反应器可以很长，如丙烯二聚的反应器管长以公里计。
反应器的结构可以是单管，也可以是多管并联；可以是空管，如管式裂解炉，也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管，以进行多相催化反应，如列管式固定床反应器。
通常，反应物流处于湍流状态时，空管的长径比大于50；填充段长与粒径之比大于100(气体)或200（液体），物料的流动可近似地视为平推流。
分类：1、水平管式反应器由无缝钢管与U形管连接而成。
这种结构易于加工制造和检修。
高压反应管道的连接采用标准槽对焊钢法兰，可承受1600-10000kPa 压力。
如用透镜面钢法兰，承受压力可达10000-20000kPa。
2、立管式反应器立管式反应器被应用于液相氨化反应、液相加氢反应、液相氧化反应等工艺中。
3、盘管式反应器将管式反应器做成盘管的形式，设备紧凑，节省空间。
但检修和清刷管道比较困难。
4、U形管式反应器U形管式反应器的管内设有多孔挡板或搅拌装置，以强化传热与传质过程。
U形管的直径大，物料停留时间增长，可应用于反应速率较慢的反应。
5、多管并联管式反应器多管并联结构的管式反应器一般用于气固相反应，例如气相氯化氢和乙炔在多管并联装有固相催化剂的反应器中反应制氯乙烯，气相氮和氢混合物在多管并联装有固相铁催化剂的反应器中合成氨。
化学反应工程反应器的分类
依据反应器的操作方法，可分为：间歇式反应器（Batch reactor）连续式反应器（Continuous reactor）半间歇式反应器（Semi－batch reactor）依据反应器的热力学条件，可分为：等温反应器（Isothermal reactor）非等温反应器（Nonisothermal reactor）绝热式反应器（Adiabatic reactor）非绝热式反应器（Non-adiabatic reactor）依据反应器外型与结构，可分为：槽（釜）式反应器（Tank reactor）管式反应器（Tubular reactor）塔式反应器（Column reactor）依据反应物料的相态，可分为：均相反应器（Homogeneous reactor）非均相反应器（Heterogeneous reactor）依据反应物料流动特性，可分为：塞流反应器（Plug flow reactor）层流反应器（Laminar flow reactor）紊流反应器（Turbulent flow reactor）依据反应物料的输送方式，可分为：固定床反应器（Fixed-bed reactor）流体化床反应器（Fluidized-bed reactor）间歇式反应器的特点是所有的操作流程都是以分批方式进行，因此在每一批次的反应过程中均不受前后批次操作的影响。
在反应系统方面，批式反应器最常用于液相反应，固相及液－固混合相也适用，但气相反应则较不适合，因为其所能处理的量少，而且反应过程中操作不易，只有在像是气体成分分析时，样品量少且需要精确数据的情况下，才会使用精密的批式反应装置（如气相层析仪）来进行分析，一般在处理大量气体反应时，则大多以连续式反应器为主。
另外，间歇式反应器的操作过程中包含进料、卸料以及清理设备等步骤，有相当长的非反应时间以及劳动力需求，因此，批式反应器通常应用于规模与产量较小的产业，如食品、药品、精密化学品等产品的制造。
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BEFÜLLEN
SCHLAMMABZUG
BELÜFTEN / RÜHREN
M
KLARWASSER ABPUMPEN
ZYKLUS
SEDIMENTATION
中，控制出水质量的关键 在于进水量和污泥生物量的比例。因为 在每个循环过程中只有少量的污泥被损 耗，所以生物量（活性污泥量）可以被 保持。
曝气 曝气由 BSK 表面曝气机完成。它们可以 是浮动式装置，不需排空水池也能移动 或接近。
搅拌 由同一个系统提供曝气和搅拌，它们的 完美结合，确保了拜尔杰斯特公司的 SBR 技术的成功履行。并且，BSK 涡轮
基础形状
拜尔杰斯特公司的 OTR 池可以建成几种 形状，包括方形、圆形和长方形。
拜尔杰斯特国际有限责任公司 BIOGEST INTERNATIONAL GMBH
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单池式反应器的优越性－简要说明
单池式反应器的优越性 拜尔杰斯特公司的顺序批处理反应系 统（OTR）提供了许多优于传统活性 污泥工艺的特征，避免了传统工艺中 必须有很多单独的反应池或建筑以作 为调节池、曝气池、沉淀池以及回流 污泥泵站。以下九点将使您信服：
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单池式反应系统的处理范围很大，从生 活污水到工业废水，从每天少量到每天 上万吨。
由拜尔杰斯特公司开发的单池式反应系 统的独特性在于它本身既是调节池，又 是曝气池和澄清池。这一系列的程序都 在同一个池子里进行，所以这个池子被 称为“反应器”。由于沉淀在进水和曝 气完全结束后进行，所以它可以在完全 无干扰的情况下达到最佳效果，那怕是 非常小的颗粒也不例外。也就是说拜尔 杰斯特公司的 SBR 系统不允许在曝气、 沉淀和滗水阶段有污水进入反应池。所 以可知，这种工艺方法的处理效果非常
污水处理系统
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Tel. (0049) 0351/3 16 86-0 Fax. (0049) 0351/3 16 86-86
E-mail: biogest@t-online.de www.biogest-international.de
4. 理想的无干扰沉淀 因为沉淀阶段无进水，也无机械件对 污泥收集时做搅拌，所以可以确保沉 淀没有干扰。 5. 控制丝状菌生长 丝状菌将在注水阶段由好氧/厌氧的交 替进行来控制。 6. 去除营养物 拜尔杰斯特公司的 OTR 技术功能全 面，也包括标准程序中的氮化、脱氮 和除磷。 7. 无需污泥回流泵 由于污泥被长期保留在 SBR 池中，所 以不需要昂贵的管道和水泵来回流污 泥（不需安装－无需费用－无需维 护）。
1. 低廉的安装费用 每个 OTR 池同时作为调节池、曝气池 和沉淀池。这样就不必分别建造这些 池体。减少这些构件可以减少很多建 筑和安装费用。与传统工艺相比， OTR 可节省 10％~20％的此类费用 （这是在同样的出水标准以及同样的 设备基础上，与氧化沟处理系统作比 较所得的结果。） 2. 相同的出水质量 用微处理器和测氧仪可自动调节有机 负载和流量情况来满足最后的出水要 求。 3. 轻松地适应负载变量 拜尔杰斯特公司的 SBR 系统可轻松地 适应水量负载和有机负载的变量，因 为 OTR 反应池本身是调节池。与典型 的 SBR 污水处理系统相比，在 OTR 系统中污泥不可能在溢流阶段排出沉 淀池，因为 OTR 系统中的沉淀和滗水 阶段，没有进水，所以沉淀和滗水可 以在无干扰的理想状态下完成。
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拜尔杰斯特公司 SBR 技术的典型特征
批反应系统
拜尔杰斯特公司的 OTR 系统是根据典型 的批处理模式来运行的，它不允许污水 在反应、沉淀和滗水时进入反应池。这 种系统能够适应多变的有机负载，因为 每批污水都将与前循环的剩余污水混 合。
8. 减少污泥产生量 SBR 池的污泥产生量一定少于传统工 艺的污泥产生量。OTR 池所产生的沉 淀污泥浓度一般为 1％或更高。 9. 理想的搅拌和曝气 运用安装在浮动的建筑构件上的表面 曝气系统来确保无故障的运行和简单 的维护。另外，同一套设备可以通过 变频调速来达到高速时曝气和低速时 搅拌的两种功能。
4. 沉淀阶段－搅拌和曝气停止。因为
无进水影响，污水和污泥可在无干
扰的情况下完美分离。
5. 滗水排泥阶段－涡轮机停止运行，
同时大约占容积 30％的清水滗出至
排水系统。OTR 池立即可接受下一
批需处理的污水。每个循环都有少
量的活性污泥被消耗（排入污泥存
储池）。
6. 等待阶段－这种情况一般发生在多 反应池系统中，并且进水量低于设 计的高峰流量时。等待阶段的时间 长短可根据实际进水量的多少来决 定。
剩余污泥
每个循环结束时的滗水阶段，会由系统 的 PLC 发出指示处理剩余污泥。
OTR 的组成 OTR 池的所有组成部份都是根据在污水 处理领域 20 多年来保持极强竟争力的拜 尔杰斯特公司的理念来设计生产的。拜 尔杰斯特公司的 SBR 技术严格把对各部 件的接触途径设计在池体的上方，易于 接近，并不需将水池排空。
去除营养物
每个标准的拜尔杰斯特公司的 SBR 系统 都有去除营养物的功能。不要求额外的 设备或控制。
有一流的搅拌和曝气能力，可确保曝气 和搅拌质量达到最优。
搅拌功效大约是其它系统（射流式、微 孔曝气技术等）的三倍。BSK 涡轮在拜 尔杰斯特公司的 SBR 池中低速运行时只 搅拌而不曝气，这样可以有选择地进行 以达到脱氮或控制丝状菌生长的目的。
拜尔杰斯特公司的 OTR 污水处理系
统。一般来说，处理程序包括进水阶
段，反应阶段，沉淀阶段和滗水阶
段。OTR 技术可以灵活地在池内形成
好氧或厌氧条件，以达到更好的处理
效果和更出色的出水质量。
1. 注水搅拌阶段－污水进入 OTR 池
并被全面地搅拌（涡轮机的低速运
行），不曝气。此时池中属缺氧状
态。这个阶段能帮助控制纤维状的
好。在单池式反应系统的处理厂中，可 以联结一个、两个或多个 这样的单池式反应器。每个反应器都作 为一个独立的系统由电气控制柜控制。
每个反应器都保持它自已的处理状态， 每个反应器中都进行系列的处理过程。
由于拜尔杰斯特公司的 SBR 是真正的批 处理模式，所以每个循环都能达到最优 的处理结果。只有大约 20％~30％的污 水会停留在反应器中，它们与含有适当 生物量的污泥混合在一起，无时不刻都 存在于反应器中。
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拜尔杰斯特公司的 OTR 技术的运用
通过使用微处理控制器，操作员和工
程师可根据具体的要求来操作和运用
细菌，并可去除营养物。
2. 注水反应阶段－污水继续进入 OTR
池，同时进行搅拌和曝气。曝气可
间歇进行以达到好氧和厌氧的交替
作用，所以氮化和脱氮作用可以完
成。在低水位时涡轮机将间歇运行
或多速运行，这将由一个测氧仪来
控制。
3. 反应阶段－进水结束，搅拌和曝气 继续进行。为了节能或脱氮，曝气 可间歇进行。
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单池式反应器系统（OTR）
由拜尔杰斯特国际有限责任公司
(Biogest International GmbH)
为污水的生化处理提出的杰出理念
单池式反应（OTR），又名顺序批处理 反应（SBR），代表的是一种改进的活 性污泥工艺。就象其它的活性污泥工艺 一样，单池式反应的原理是利用混合于 污水中的细菌对污水中的 BOD、COD 以及营养物的消耗来达到处理污染的目 的。