厌氧生物滤池处理城市污水模型与仿真研究

摘要

本论文基于对影响上向流厌氧生物滤池处理城市污水运行的主要因素的分析,建立了一个既能反映反应器内微生物降解基质,又能描述生物滤池逐渐堵塞的数学动力学模型,该模型包含了流量、进水的有机物及悬浮固体浓度、填料粒径、表面积、空隙率等影响因素,分别从生物膜特性、生物滤池的过滤特性及滤池的流体力学三方面考虑建立.并对所建立的非线性偏微分代数方程(PDAE)模型运用牛顿迭代法,通过MATLAB软件编程求解.将模型应用于实验上向流厌氧生物滤池.通过试验结果与计算机的仿真结果的对比:证明模型能有效仿真上向流生物滤池在不同负荷和运行条件下的性能.并通过模型对理想滤池的性能进行了预测.

目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1城市污水处理厂自控技术的现状

1.2厌氧生物滤池工艺发展概况

1.2.1厌氧生物滤池工艺的发展及应用

1.2.2厌氧生物滤池工艺在城市污水处理中的应用

1.3污水生物处理的数学模型的发展概况

1.3.1活性污泥法动力学模型的研究进展

1.3.2生物膜法动力学模型的研究进展

1.4研究的目的

1.5课题的提出与研究内容

1.5.1从生化反应的角度建立模型的分析

1.5.2从生物滤池过滤的角度建立模型的分析

1.5.3研究内容

2厌氧/缺氧生物滤池的工艺概述及影响因素

2.1工艺概述

2.2影响生物滤池运行性能的主要因素

2.2.1填料对滤池运行的影响

2.2.2进水有机物浓度对滤池运行的影响

2.2.3营养物质对滤池运行的影响

2.2.4.水力停留时间与负荷率对滤池运行的影响

2.3.5上向流及其流速对滤池运行的影响

2.3.6温度对滤池运行的影响

2.3.7pH值对滤池运行的影响

3生物滤池数学模型的建立

3.1基本假设

3.2模拟生化反应

3.2.1生物膜内基质去除的动力学

3.2.2.主体液相中的基质去除动力学

3.3滤池过滤作用的模拟

3.4生物滤池的流体力学

3.5生物滤池的数学模型

3.6模型参数分析

3.7模型的有效性

4数学模型的求解及仿真实例

4.1数学模型的求解方法

4.2编程的环境

4.3仿真试验

4.3.1试验场地，流程和装置

4.3.2试验污水水质

4.3.3试验内容及安排

4.4仿真结果讨论

4.4.1不同流量下出水COD浓度沿高度方向上的仿真

4.4.2不同流量下出水SS浓度沿高度方向上的仿真

4.5对理想的上向流生物滤池性能的模型预测

4.5.1不同进水基质浓度条件下，滤池填料层高度对滤池性能的影响

4.5.2进水基质浓度对于滤池性能的影响

4.5.3进水流量和总水力负荷(THL)对滤池性能的影响

4.5.4横截面积和相关的总水力负荷

5结论与建议

5.1结论

5.2建议

致 谢

参考文献

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