城市污水廠活性污泥數(shù)學模型的參數(shù)測定及模擬研究.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行管理,在城市污水廠中得到廣泛應用,但是活性污泥法的設計運行水平還非常依賴于經驗.該課題的研究目的就在于建立一個城市污水廠簡單、實用的活性污泥數(shù)學模型,確定典型生活污水的水質特性和模型參數(shù),促進活性污泥數(shù)學模型在中國的研究和應用.該文在國內外活性污泥數(shù)學模型研究的基礎上,深入系統(tǒng)地研究了活性污泥工藝的生物反應機理,建立了活性污泥系統(tǒng)的綜合數(shù)學模型.綜合數(shù)學模型包括兩個子模型

2、,即生物反應系統(tǒng)模型和二沉池分層沉淀模型.生物反應系統(tǒng)模型包含10種組分,分別為:溶解性易降解有機物、溶解惰性有機物、顆粒慢速降解有機物、顆粒惰性有機物、異養(yǎng)菌、自養(yǎng)菌、溶解氧、氨氮、硝態(tài)氮和堿度.系統(tǒng)中的各種組分通過微生物的生長與基質利用、微生物的衰減和不溶基質的水解等過程進行遷移和轉化.該文對5個反應過程均提出了速率表達式,進行了適當?shù)亩棵枋?并采用了直觀的矩陣形式表達.生物反應系統(tǒng)模型包含4個化學計量系數(shù),分別為:異養(yǎng)菌產率系數(shù)

3、YH、自養(yǎng)菌產率系數(shù)YA、微生物細胞中氮含量比例ixB和微生物中惰性顆粒比例fI,此外還包含8個動力學參數(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)菌最大比增長速率μmA、異養(yǎng)菌最大比增長速率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)學模型成功應用的關鍵之一.對模型參數(shù)的靈敏度分析表明,有一半以上的參數(shù)取值對模擬結果不敏感,從而可以降低模

4、型應用時對這些參數(shù)取值的要求.二沉池是活性污泥工藝中一個不可缺少的組成單元.該文在總結文獻研究的基礎上,應用固體通量理論,建立了二沉池分層沉淀模型.廢水特性分析是模型應用于實際污水廠的前提和基礎,該文較為全面的探討了廢水特性的測定理論及方法,針對實際的生活污水進行了試驗研究和測定.分別采用間歇呼吸計量法、單段呼吸計量法和物化法對廢水中溶解性易降解有機物進行了測定,并對三種方法的測定結果進行了對比.隨后又采用呼吸計量法、物化法、物料平衡法