某污水厂运行数值模拟及运行参数、工艺优化

摘要

随着人们的环保意识越来越强，污水处理也越来越受到重视，如何高效的的运行污水处理厂、根据进水的变化调整运行参数，使出水达标是一个迫切需要解决的问题，相比于污水处理实验来说，污水处理的数值模拟来得更加简单直接，由于污水处理是一个复杂的生物化学过程，其中的反应机理、过程还有待深入挖掘，通过数值模拟从一定程度上可以帮助人们了解这些过程，同时为污水厂的设计、优化运行管理提供辅助，具有十分重要的意义。本文在深入了解现有的污水处理数值模拟软件和活性污泥模型的基础上，构建了L污水处理厂数值模拟模型，主要做了以下几方面的工作：
　　(1)对L污水处理厂的运行工艺、设计参数和运行参数进行了简单的介绍，对曝气池进水和二沉池出水做了详细的监测，通过进出水水质指标分析了该污水处理厂的运行效果，认为出水总磷超标；
　　(2)基于ASM2d模型和STOAT软件建立了L污水处理厂二级处理的数值模拟模型，该模型可以反映出污水处理过程中的一系列生化反应过程，但是模拟结果具有一定的误差，氨氮、总磷误差较大；
　　(3)对可能造成误差的原因做出了分析，着重对ASM2d模型涉及到的动力学参数和化学计量系数进行了灵敏度分析，根据参数的灵敏度和 Arrehenius公式校正了ASM2d的部分动力学参数和化学计量系数，校正后的模拟结果误差较小，模型可以用于后续的研究；
　　(4)通过正交试验和模拟运行确定了L污水处理厂的最佳运行参数，最佳的运行参数为 KLa=4h-1、污泥回流比40％、内回流比60%，通过动态的进水检验了最佳运行参数的正确性；
　　(5)在L污水处理厂现有的构筑物基础上提出了可能的改进工艺——倒置A2/O工艺，通过建立倒置A2/O工艺的数值模拟模型发现该工艺并不适合L污水处理厂。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 活性污泥数学模型研究进展

1.3 污水厂数值模拟研究进展

1.4 研究目的及意义

1.5 研究内容及技术路线

2 L污水处理厂概况及ASM2d模型

2.1 L污水处理厂

2.2 L污水处理厂运行效果分析

2.3 ASM2d模型

2.4 本章小结

3 基于STOAT软件的数值模拟模型建立

3.1 ASM2d模型进水组分的划分和确定

3.2 L污水厂数值模拟模型建立

3.3 模型运行结果及分析

3.4 模型预测值误差分析

3.5 本章小结

4 模型参数的校正

4.1 灵敏度分析

4.2 动力学参数校正

4.3 参数校正结果

4.4 本章小结

5 运行参数与工艺优化

5.1 运行参数优化

5.2 实际动态进水模拟

5.3 运行工艺优化

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献