基于ASM2D活性污泥數(shù)學(xué)模型的JHB工藝的模擬及優(yōu)化研究.pdf

1、約翰內(nèi)斯堡污水處理工藝(Johannesburg process,簡稱JHB)是傳統(tǒng)A2/O工藝的變型工藝之一,JHB工藝不僅繼承了傳統(tǒng)A2/O工藝的特點,預(yù)缺氧池的設(shè)置更使其緩解了回流污泥攜帶的大量硝態(tài)氮對后續(xù)厭氧反應(yīng)的影響,具有良好的脫氮除磷效果。為探討JHB工藝的最佳運行條件,本研究在對JHB工藝實驗室試驗的基礎(chǔ)上,基于ASM2D活性污泥數(shù)學(xué)模型,Matlab編程,采用模型靈敏度分析的方法,通過調(diào)整參數(shù),對模型進(jìn)行了參數(shù)校正和模型

2、檢驗;利用校驗后的模型對JHB工藝的運行條件進(jìn)行了優(yōu)化模擬,獲得了最佳運行條件,為指導(dǎo)其在實際中的應(yīng)用提供了參考數(shù)據(jù)。通過本課題的研究,主要得到了以下結(jié)論:
　　(1)JHB工藝實驗室試驗研究:對于COD為412mg/L左右,氨氮為31.32mg/L左右,磷酸鹽為3.6mg/L的人工配置生活污水,在污泥齡為20d,水力停留時間為11.5h,預(yù)缺氧池進(jìn)水分配系數(shù)為0.5,污泥回流比為1,硝化液回流比為2,好氧池內(nèi)溶解氧為3.5mg/

3、L,25℃恒溫,pH保持中性的運行條件下,預(yù)缺氧池的反硝化能力較好,硝態(tài)氮的累積現(xiàn)象有所減緩,具有一定的反硝化聚磷功能;厭氧池具有良好的厭氧環(huán)境,能夠很好的進(jìn)行厭氧釋磷;缺氧池不僅有明顯的反硝化脫氮作用,還有明顯的反硝化聚磷作用;好氧池中,硝化反應(yīng)良好,且好氧吸磷效果顯著。整個JHB工藝系統(tǒng)的磷酸鹽去除率為97.2％,除磷效果顯著;硝化能力強(qiáng),氨氮去除率可高達(dá)99.1%;缺氧池的出水硝態(tài)氮濃度為0.656mg/L,去除率為78.21%,

4、反硝化作用較為顯著;COD去除效果較好,去除率為94.17%,出水濃度為24mg/L。實驗結(jié)果表明,JHB工藝具有良好的脫氮除磷效果。
　　(2)通過基于ASM2D模型建立的JHB工藝模型的參數(shù)靈敏度分析,在模型參數(shù)中,YH、PO4Y、qPP、mPAO和PSK對出水磷濃度的影響相當(dāng)大,YPHA、iPSF、bPAO、bPP等參數(shù)對磷的影響也很大;參數(shù)mAUT和bAUT對氨氮的影響很大,而參數(shù)qPP、YH對氨氮的影響較大;除了參數(shù)iN

5、SF對硝態(tài)氮的影響較大外,其他參數(shù)對其都不靈敏;大多數(shù)參數(shù)對COD無影響,參數(shù)mH、bh、YH和HFK對出水COD的影響都很小。通過對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行三次調(diào)整,使得JHB工藝出水實測值和其ASM2D模型模擬值之間的相對誤差均小于5%。,得到調(diào)整后的參數(shù)取值為:YH=0.87、iNSF=0.01、HNO3h=1.5、bPAO=0.05、mPAO=1.8、AUTb=0.13、mAUT=1.8、
　　(3)利用校正后的ASM2D模型對JHB