城市污水廠活性污泥數(shù)學(xué)模型的參數(shù)測(cè)定及模擬研究.pdf

1、在眾多的污水處理工藝中,活性污泥法憑借其較好的處理效果和方便的運(yùn)行管理,在城市污水廠中得到廣泛應(yīng)用,但是活性污泥法的設(shè)計(jì)運(yùn)行水平還非常依賴于經(jīng)驗(yàn).該課題的研究目的就在于建立一個(gè)城市污水廠簡(jiǎn)單、實(shí)用的活性污泥數(shù)學(xué)模型,確定典型生活污水的水質(zhì)特性和模型參數(shù),促進(jìn)活性污泥數(shù)學(xué)模型在中國(guó)的研究和應(yīng)用.該文在國(guó)內(nèi)外活性污泥數(shù)學(xué)模型研究的基礎(chǔ)上,深入系統(tǒng)地研究了活性污泥工藝的生物反應(yīng)機(jī)理,建立了活性污泥系統(tǒng)的綜合數(shù)學(xué)模型.綜合數(shù)學(xué)模型包括兩個(gè)子模型

2、,即生物反應(yīng)系統(tǒng)模型和二沉池分層沉淀模型.生物反應(yīng)系統(tǒng)模型包含10種組分,分別為:溶解性易降解有機(jī)物、溶解惰性有機(jī)物、顆粒慢速降解有機(jī)物、顆粒惰性有機(jī)物、異養(yǎng)菌、自養(yǎng)菌、溶解氧、氨氮、硝態(tài)氮和堿度.系統(tǒng)中的各種組分通過(guò)微生物的生長(zhǎng)與基質(zhì)利用、微生物的衰減和不溶基質(zhì)的水解等過(guò)程進(jìn)行遷移和轉(zhuǎn)化.該文對(duì)5個(gè)反應(yīng)過(guò)程均提出了速率表達(dá)式,進(jìn)行了適當(dāng)?shù)亩棵枋?并采用了直觀的矩陣形式表達(dá).生物反應(yīng)系統(tǒng)模型包含4個(gè)化學(xué)計(jì)量系數(shù),分別為:異養(yǎng)菌產(chǎn)率系數(shù)

3、YH、自養(yǎng)菌產(chǎn)率系數(shù)YA、微生物細(xì)胞中氮含量比例ixB和微生物中惰性顆粒比例fI,此外還包含8個(gè)動(dòng)力學(xué)參數(shù):異養(yǎng)菌半飽和系數(shù)Ks、自養(yǎng)菌的氧氣半飽和系數(shù)KoA、自養(yǎng)菌的氨半飽和系數(shù)KNH、自養(yǎng)菌最大比增長(zhǎng)速率μmA、異養(yǎng)菌最大比增長(zhǎng)速率μmH、自養(yǎng)菌的衰減系數(shù)bA、異養(yǎng)菌的衰減系數(shù)bH和最大比水解速率Kh.合理地確定這些模型參數(shù)是數(shù)學(xué)模型成功應(yīng)用的關(guān)鍵之一.對(duì)模型參數(shù)的靈敏度分析表明,有一半以上的參數(shù)取值對(duì)模擬結(jié)果不敏感,從而可以降低模

4、型應(yīng)用時(shí)對(duì)這些參數(shù)取值的要求.二沉池是活性污泥工藝中一個(gè)不可缺少的組成單元.該文在總結(jié)文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上,應(yīng)用固體通量理論,建立了二沉池分層沉淀模型.廢水特性分析是模型應(yīng)用于實(shí)際污水廠的前提和基礎(chǔ),該文較為全面的探討了廢水特性的測(cè)定理論及方法,針對(duì)實(shí)際的生活污水進(jìn)行了試驗(yàn)研究和測(cè)定.分別采用間歇呼吸計(jì)量法、單段呼吸計(jì)量法和物化法對(duì)廢水中溶解性易降解有機(jī)物進(jìn)行了測(cè)定,并對(duì)三種方法的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比.隨后又采用呼吸計(jì)量法、物化法、物料平衡法