活性污泥數(shù)學(xué)模型研究.pdf

1、活性污泥法具有處理效率高、運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn),是城市污水廠使用最多的工藝,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).該課題研究的目的在于建立準(zhǔn)確易用的活性污泥機(jī)理數(shù)學(xué)模型,用理論指導(dǎo)實(shí)踐,減少對(duì)經(jīng)驗(yàn)的依賴.數(shù)學(xué)模型可以全面模擬活性污泥工藝的運(yùn)行狀況,是污水廠設(shè)計(jì)運(yùn)行的優(yōu)秀輔助工具.為了達(dá)到這個(gè)目的,研究?jī)?nèi)容包括了建模平臺(tái)的選擇、數(shù)學(xué)模型的建立、模型的校正和驗(yàn)證以及如何使用這個(gè)模型.文中首先回顧了活性污泥數(shù)學(xué)模型的發(fā)展歷史,逐一介紹了歷

2、史上比較有影響的機(jī)理模型、穩(wěn)態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型,清楚的勾勒出活性污泥數(shù)學(xué)模型的發(fā)展軌跡.然后選取ASM1模型為建模平臺(tái),結(jié)合活性污泥法機(jī)理研究的新進(jìn)展和ASM1在使用過(guò)程中暴露出來(lái)的問(wèn)題,對(duì)ASM1進(jìn)行了簡(jiǎn)化和改進(jìn),形成改進(jìn)模型.改進(jìn)模型合并了ASM1中的好氧水解和缺氧水解過(guò)程,取消了有機(jī)氮組分,使用組分屬性矩陣求取有機(jī)氮等衍生組分,使質(zhì)量平衡更加完善.它還在反應(yīng)速率表達(dá)式中增加了環(huán)境限制因子.改進(jìn)模型一共有12個(gè)組分,6個(gè)反應(yīng)過(guò)程.它有

3、12個(gè)污水特性參數(shù),5個(gè)化學(xué)計(jì)量系數(shù),11個(gè)生化動(dòng)力學(xué)參數(shù).對(duì)化學(xué)計(jì)量系數(shù)和生化動(dòng)力學(xué)參數(shù)的靈敏度分析表明,無(wú)論是高底物濃度還是低底物濃度的生化反應(yīng),都有大約一半的參數(shù)取值對(duì)模擬結(jié)果不敏感,從而可以降低模型應(yīng)用時(shí)對(duì)參數(shù)取值的要求.文中使用了多種活性污泥工藝的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)改進(jìn)模型進(jìn)行了驗(yàn)證.在模型參數(shù)經(jīng)過(guò)適當(dāng)校正之后,改進(jìn)模型能夠比較準(zhǔn)確地模擬多種連續(xù)流或者序批式的活性污泥脫氮工藝.污水水質(zhì)特性參數(shù)是模型校正的重要條件.如果缺乏準(zhǔn)確的污水水