基于LabVIEW与ASM模型的活性污泥污水处理仿真研究

摘要

污水的活性污泥法生物处理，由于具有处理效果好、运行成本低等特点而成为控制环境污染的一项基本和主要的方法。活性污泥数学模型(Activated Sludge Model，ASM)作为污水处理工艺设计、污水处理厂运行管理和污水处理新技术、新工艺研究开发的新工具，已在国外得到成功运用。本文基于LabVIEW平台和活性污泥1号模型开发了活性污泥过程模拟与仿真程序，并利用模型对西宁市某污水处理厂的运行进行了动态模拟研究，模拟结果与实际运行所测定的数据在TKN、NH4-N、COD等数据以及COD各组分数据相吻合，拟合效果较好，
　　论文所研究主要内容包括:
　　1、在分析活性污泥法的基础上，归纳了活性污泥效果数学模型及ASM1的发展;
　　2、活性污泥模型计算机应用程序的开发;
　　利用活性污泥模型对污水处理厂生物反应器运行工况的模拟和预测，充实了在实际工程当中的应用研究。
　　论文使用相关数学方法对模型进行计算机模拟，开发了界面和使用简单的模拟程序。在模拟过程中对异养菌衰减系数Y_h由0.67调整至0.9、比衰减（死亡）速率b_H由0.62调整至0.45、异养菌最大比增长速度μ'H由6调整至6.2、异养菌增长半速度常数KS由20调整至16、异氧菌缺氧生长校正因子g_g由0.8调整至0.82、水解半速度常数KX由0.3调整至0.021，最终得出模拟结果与实测结果最大相差5.7mg/L，最小相差3.3mg/L，误差率9％～15％，取得了较好的一致性，结果显示该模型基本上能够反映该污水厂的运行状态。
　　研究表明，基于LabVIEW平台开发的活性污泥1号数学模型能够较好地模拟以城市生活污水为主的活性污泥处理过程，可以为传统活性污泥法为基本运行工艺的污水处理厂提供重要的参考资料，在以后的研究和应用中值得进一步的推广。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 课题背景

1．2 国内外研究现状及存在问题

1．2．1 国内外活性污泥模型的研究和应用

1．2．2 存在问题

1．3 课题研究的目标与内容

1．4 论文组织结构

第二章 相关理论与技术介绍

2．1 活性污泥模型简介

2．1．1 基本概念

2．1．2 模型发展

2．2 虚拟仪器LabVIEW概述

2．2．1 虚拟仪器的概念及特点

2．2．2 LabVIEW概述

2．2．3 虚拟仪器在国内外的发展及其趋势

2．3 本章小结

第三章 活性污泥污水处理仿真研究

3．1 数据源介绍

3．1．1 ASM1的八个过程

3．1．2 ASM1的13种组分

3．1．3 ASM1的19种参数

3．1．4 进水水质组分的确定方法

3．1．5 含碳组分的确定方法

3．1．6 含氮组分的确定方法

3．2 模拟程序的开发

3．2．1 程序预期功能

3．2．2 程序设计语言

3．2．3 程序设计方法

3．2．4 数据的录入

3．2．5 温度对模型参数的影响分析

3．2．6 程序界面设计

3．3 仿真过程

3．4 本章小结

第四章 活性污泥过程仿真测试

4．1 污水厂简介

4．2 进水水质组分的确定

4．2．1 含碳组分的确定

4．2．2 含氮组分的确定

4．3 活性污泥过程的模拟

4．4 活性污泥过程的预测

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢