基于ASM2D的SBR污水处理工艺数学模型研究

摘要

近年来我国大力发展环保产业，污水处理得到高度的重视，目前全国已有很多的城市建立起污水处理厂。但是目前污水处理厂采用的是传统的污水处理工艺，管理运行缺乏科学合理的方式，自动化程度低，运行数据和运行的经验难以及时的实现共享。一旦当污水厂出现水质发生急剧变化的情况，污水厂便难以迅速准确的提供应对机制，很难在短时间内降低水质变化造成的危害。本课题针对松花江流域应用较多的SBR工艺，以ASM2D模型为基础建立起能够准确模拟和预测水质变化的ASM2D耦合模型。借助软件平台进行模拟和正交试验分析结合节能减排的原则，确定针对低C/N废水情况下SBR工艺运行的最适工况。
　　本课题在ASM2D模型的基础上耦合生物除磷代谢模型，增加XGLY组分，并在动力学方程上引入开关函数，形成新的耦合模型。通过SBR反应特点建立起物料守恒方程。建立起ASM2D耦合模型，并在软件平台上进行编写。
　　对ASM2D耦合模型中关于COD、氨氮、总氮，总磷的参数进行灵敏度分析，得出灵敏度较大的参数有bH、kgly、fSi、Yxglyo2、iN,XS、iN,BM、YA、iN,BM、μA、Ypha、Ypo4、Yxhpano3、Yxglyno3等，并对其进行参数调整。通过控制变量法进行校正将各参数调整为：Ypo4从0.35调整为0.70，Yxhpano3从1.58调整为1.896，Yxglyno3从1.33调整为1.064，Ypha从1.33调整为1.596，μA从1调整到1.2，fSi从1.0调整到0.9， bH，从0.4调整到0.2，iN,BM不变依然为0.07，将YA从0.24调整为0.18，将Yxglyo2从1.25调整为0.30，iN,XS从0.04调整为0.20。经过调整的模型在COD、氨氮、总氮，总磷的模拟上误差分别为1.87%、1.53%、2.31%，2.27%。各项水质参数的模拟均能符合要求，基本能符合SBR工艺运行的实际情况。
　　针对影响SBR工艺运行的参数（如污泥浓度、缺氧时间、HRT、冲水比，温度）对SBR工艺进行动态模拟并结合正交实验分析结果确定出低C/N污水的SBR工艺运行的最适工况为冲水比为1/8， HRT=8，缺氧时间为1.5h，污泥浓度为3000mg/L，温度为20℃。在此基础上对最适工况做变水质分析探究，采用进水C/N为2、3、4、5、6，8的六种水质进行探究。探究表明最适工况能很好的应对水质的变化，ASM2D耦合模型也能起到很好的预测效果，能够实现对污水厂的指导作用。

目录

第1章 绪 论

1.1课题研究背景

1.2 SBR工艺发展及研究现状

1.3 活性污泥ASMs系列模型的研究状况

1.4 生物除磷代谢模型研究状况

1.5 活性污泥基质对菌类影响的研究现状

1.6课题研究的主要目的意义及内容

第2章 实验材料及方法

2.1实验材料与实验方法

2.2试验运行与启动

第3章SBR工艺ASM2D耦合模型的建立

3.1 ASM2D耦合模型的建立

3.2 ASM2D耦合模型组分的确定及划分

3.3 ASM2D耦合模型反应过程分析

3.4 ASM2D耦合模型计量学矩阵的建立

3.5 ASM2D耦合模型动力学表达式的建立

3.6基于SBR工艺的物料守恒方程分析

3.7本章小结

第4章 SBR工艺ASM2D耦合模型灵敏度分析及参数校正

4.1 ASM2D耦合模型参数确定

4.2 ASM2D耦合模型灵敏度分析

4.3 ASM2D耦合模型参数校正

4.4 本章小结

第5章 SBR工艺动态模拟及最适工况点的确定

5.1 SBR工艺在不同工艺参数下的模拟研究

5.2 SBR工艺最适工况点的确定

5.3 SBR工艺最适工况点对水力负荷的冲击研究

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢