利用活性污泥數(shù)學(xué)模型對廢水生物處理工藝的模擬研究.pdf

1、本文以反應(yīng)器動力學(xué)為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)軟件MatLAB及其附屬的SimuLink工具箱為平臺，旨在利用國際水質(zhì)污染與控制協(xié)會(IAWQ)推出的活性污泥數(shù)學(xué)模型(Activated Sludge Model)系列，適當(dāng)結(jié)合二次沉淀池模型，來對常見的廢水生物處理工藝進行模擬研究和驗證。本文介紹了主流活性污泥數(shù)學(xué)模型的發(fā)展歷程和相關(guān)背景知識，以及如何針對具體工藝建立并求解數(shù)學(xué)模型的方法。主要包括活性污泥一號模型(ASM1)和活性污泥二號模型(ASM

2、2)的設(shè)定和它們各自的組分，反應(yīng)速率以及模型參數(shù)。另外介紹了沉淀池模型的背景知識，包括Takacs速率沉降模型和二沉池的一維分層模型。利用“歐盟科學(xué)技術(shù)合作計劃”組織提供的專門用來驗證模型的COST624&682基準(zhǔn)，建立了相應(yīng)的工藝數(shù)學(xué)模型，模擬的結(jié)果與基準(zhǔn)提供的參考數(shù)值呈現(xiàn)高度的一致性，從而驗證了模型的合理性；通過調(diào)整工況參數(shù)的方法模擬了A/O脫氮，A/O除磷，A2/O同步脫氮除磷等工藝，比較了不同工藝脫除氮磷的特性和優(yōu)劣，以及工況

3、參數(shù)對最終模擬結(jié)果的影響，確定了A/O脫氮工藝中各工藝參數(shù)的大致取值范圍，根據(jù)模擬結(jié)果，適當(dāng)結(jié)合生物除磷機理，簡要分析了為何A2/O能實現(xiàn)同時脫氮除磷而A/O除磷工藝卻無法達(dá)到這個目標(biāo)的原因，從而為如何在實際工藝運行中選擇適合的工藝類型，并確定較佳工況提供了參考。通過分析ASM1模型的動力學(xué)參數(shù)和化學(xué)計量系數(shù)，篩選出對模擬結(jié)果會產(chǎn)生重大影響的參數(shù)，為模擬工作中確定和估算參數(shù)提供了參考；通過對廢水水質(zhì)特性的分析，制訂了將實際水質(zhì)監(jiān)測指標(biāo)轉(zhuǎn)