廢水生物處理系統(tǒng)的物質(zhì)流和能量流解析及應(yīng)用.pdf

1、對(duì)于廢水生物處理系統(tǒng)的評(píng)價(jià)尚缺少科學(xué)、有效的綜合評(píng)價(jià)方法。針對(duì)這一問(wèn)題，本論文以一個(gè)典型的工業(yè)廢水生物處理廠為對(duì)象，建立了廢水生物處理系統(tǒng)的物質(zhì)流與能量流分析方法；以此為基礎(chǔ)，利用單物質(zhì)區(qū)域觀察法和數(shù)學(xué)模型解析了進(jìn)入該系統(tǒng)的碳、氮及磷元素的物質(zhì)流向和能量流向；集成應(yīng)用基于物質(zhì)流與能量流分析的耦合生命周期評(píng)價(jià)模型、模糊識(shí)別以及灰色關(guān)聯(lián)模型，探討了廢水生物處理系統(tǒng)的環(huán)境影響、效果以及能量消耗；構(gòu)建了結(jié)合環(huán)境影響、能量回收以及運(yùn)行效果指標(biāo)的廢

2、水生物處理廠綜合評(píng)價(jià)新方法。論文的主要研究?jī)?nèi)容和研究成果包括：
　　 1.在對(duì)廢水生物處理系統(tǒng)厭氧與好氧單元的深入分析基礎(chǔ)上，采用單物質(zhì)區(qū)域觀察和數(shù)學(xué)模型相結(jié)合的方法，建立了廢水生物處理系統(tǒng)中物質(zhì)流與能量流平衡分析的新方法，有效地解析了厭氧與好氧單元內(nèi)部的物質(zhì)與能量流向。
　　 2.對(duì)廢水生物處理系統(tǒng)的物質(zhì)流和能量流解析結(jié)果表明：厭氧單元被微生物分解的有機(jī)物主要轉(zhuǎn)化為甲烷(CH4)，其次轉(zhuǎn)化為二氧化碳(CO2)，還有小部

3、分用于合成細(xì)胞，進(jìn)入系統(tǒng)的內(nèi)能絕大部分轉(zhuǎn)化為甲烷內(nèi)能；在好氧單元中碳進(jìn)入到剩余污泥中的比例最高，進(jìn)入單元的氮分布在剩余污泥、反硝化以及出水中；而進(jìn)入好氧單元的總磷大部分轉(zhuǎn)移到剩余污泥中；耗散的功和熱占去進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)能中較大的比例。
　　 3.利用基于物質(zhì)流與能量流分析的耦合生命周期評(píng)價(jià)模型，探索了所選擇廢水生物處理系統(tǒng)在1年內(nèi)(2008年7月-2009年6月)的環(huán)境影響。研究發(fā)現(xiàn)：該系統(tǒng)的厭氧單元2009年2月份環(huán)境影響的綜合指數(shù)

4、最小(97.89)，2008年7月環(huán)境影響的綜合指數(shù)最大(112.50)；好氧單元在2008年8月份環(huán)境影響的綜合指數(shù)最小(12.34)，2008年12月環(huán)境影響的綜合指數(shù)最大(13.45)。
　　 4.利用模糊識(shí)別模型與灰色關(guān)聯(lián)模型，分別考察了所選擇廢水生物處理系統(tǒng)的運(yùn)行效果及能量消耗情況。該系統(tǒng)的厭氧單元在2008年8月份屬運(yùn)行狀況最佳；好氧單元在2009年2月份屬運(yùn)行狀況最佳；厭氧單元能量利用率是影響系統(tǒng)能量消耗的最大因素

5、，碳的平衡率和出水有機(jī)酸相對(duì)而言對(duì)能耗的影響較小；而好氧單元中COD的去除率是影響電耗的最大因素，其次是氮、磷平衡率。該結(jié)果能夠?yàn)槠髽I(yè)降低廢水處理系統(tǒng)的消耗、提高其效率提供依據(jù)。
　　 5.構(gòu)建了所選擇廢水生物處理系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的環(huán)境影響、運(yùn)行效果以及能量回收等因素的綜合評(píng)價(jià)新方法，獲得了厭氧與好氧單元的優(yōu)化工況時(shí)間。該系統(tǒng)的厭氧單元在2008年7月的綜合評(píng)價(jià)最好，其次是2008年8月，但在9月至12月的結(jié)果看來(lái)整體效果較差；到了2