活性污泥數(shù)學模型研究.pdf

1、活性污泥法具有處理效率高、運行費用低的優(yōu)點,是城市污水廠使用最多的工藝,但是活性污泥法的設(shè)計運行水平還非常依賴于經(jīng)驗.該課題研究的目的在于建立準確易用的活性污泥機理數(shù)學模型,用理論指導(dǎo)實踐,減少對經(jīng)驗的依賴.數(shù)學模型可以全面模擬活性污泥工藝的運行狀況,是污水廠設(shè)計運行的優(yōu)秀輔助工具.為了達到這個目的,研究內(nèi)容包括了建模平臺的選擇、數(shù)學模型的建立、模型的校正和驗證以及如何使用這個模型.文中首先回顧了活性污泥數(shù)學模型的發(fā)展歷史,逐一介紹了歷

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

3、12個污水特性參數(shù),5個化學計量系數(shù),11個生化動力學參數(shù).對化學計量系數(shù)和生化動力學參數(shù)的靈敏度分析表明,無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)取值對模擬結(jié)果不敏感,從而可以降低模型應(yīng)用時對參數(shù)取值的要求.文中使用了多種活性污泥工藝的實驗數(shù)據(jù)對改進模型進行了驗證.在模型參數(shù)經(jīng)過適當校正之后,改進模型能夠比較準確地模擬多種連續(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.如果缺乏準確的污水水