二沉池一維通量模型及其應(yīng)用.pdf

1、二沉池是活性污泥處理工藝中的主要構(gòu)筑物，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型來(lái)實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行狀況的模擬和預(yù)測(cè)，這對(duì)二沉池以及整個(gè)活性污泥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、管理或優(yōu)化控制均有著重要的意義。本文主要從如下3個(gè)方面對(duì)二沉池一維通量模型及其應(yīng)用進(jìn)行了研究：（1）活性污泥沉降速率的研究；（2）一維通量模型的改進(jìn)；（3）一維通量模型與ASM2耦合，建立活性污泥過(guò)程的耦合模型，并應(yīng)用于重慶市某污水處理廠運(yùn)行狀況的模擬和預(yù)測(cè)。主要研究成果包括： （1） 基于活性污泥的批沉降實(shí)

2、驗(yàn)，建立了一個(gè)描述活性污泥壓縮沉降過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，得到了判斷區(qū)域沉降到壓縮沉降臨界點(diǎn)的理論公式，導(dǎo)出了一個(gè)新的壓縮沉降速率公式?；趬嚎s沉降速率公式，提出一種分段描述完整批沉降過(guò)程的方法，可以更為準(zhǔn)確地描述二沉池內(nèi)部發(fā)生的真實(shí)沉降。 （2）基于質(zhì)量守恒定律，導(dǎo)出一個(gè)新的一維通量模型。模型中考慮了二沉池截面積的變化，所采用的污泥沉降速率公式可描述二沉池中所發(fā)生的低濃度污泥的沉降、區(qū)域沉降和壓縮沉降。提出了從根本上避免模擬失真的解

3、決辦法，認(rèn)為采用30層的模型即可得到理想的模擬結(jié)果。模型的模擬結(jié)果表明，模型可以較好地描述二沉池出水懸浮固體濃度、回流污泥濃度、污泥濃度分布及污泥層高度；而且可以保障二沉池每個(gè)單元層間傳遞的污泥質(zhì)量守恒，在二沉池進(jìn)水污泥濃度、進(jìn)水流量、回流比及其組合的脈沖擾動(dòng)下仍有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。 （3）通過(guò)對(duì)溶解性組分和顆粒性組分分別計(jì)量的方法，將ASM2與一維通量模型耦合，建立了活性污泥過(guò)程的耦合模型。將模型應(yīng)用于重慶市某污水處理廠運(yùn)行狀況

4、的模擬研究，結(jié)果表明模型可以較好地實(shí)現(xiàn)活性污泥過(guò)程的模擬。其中，回流污泥濃度的模擬值與實(shí)測(cè)值的相對(duì)偏差均小于10％，70％的出水SS的模擬值與實(shí)測(cè)值的相對(duì)偏差小于20％，85％的出水COD的模擬值與實(shí)測(cè)值的相對(duì)偏差小于20％，出水TN的模擬值與實(shí)測(cè)值的相對(duì)偏差基本均小于15％，出水TP的模擬值與實(shí)測(cè)值的偏差基本均小于1mg/L。 （4）基于活性污泥過(guò)程的耦合模型，對(duì)該污水處理廠進(jìn)行了優(yōu)化探討。模擬研究結(jié)果表明，將該污水處理廠回