基于ASM2D模型对改良型氧化沟工艺的模拟与优化

摘要

活性污泥法生物处理技术一直是污水生物处理的主流工艺，在城市污水处理中得到广泛应用，并取得了很显著的效果。本文以西安市第三污水处理厂改良型氧化沟工艺为研究对象，基于国际水协提出的活性污泥数学2D模型（Activated Sludge Model2D，简称ASM2D）对工艺进行模拟与优化。取得的主要成果如下：
　　（1）结合改良型氧化沟工艺，对ASM2D模型中的进出水水质组分进行测定。通过实验方案的比选与测定，分别得到碳组分的测定结果：利用混合-絮凝法、BOD计算法、物料平衡法、间歇OUR法测定进水SI与SS、XS、XI、XH与XA的浓度分别为23.15mg/L与37.43mg/L、182.34mg/L、54.21mg/L，37.35mg/L与1.86mg/L等。氮组分的测定结果：利用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法、纳氏试剂分光光度法、物料平衡法、酚二磺酸分光光度法测定进出水TN与NH4-N、进水有机氮ND与硝态氮NO3--N的浓度分别为46.68mg/L与9.75mg/L、34.18mg/L与3.64mg/L、11.85mg/L、0.64mg/L等；磷组分的测定结果：利用钼酸铵分光光度法测定进出水TP、进水PO43-与TPf的浓度分别为7.69mg/L与0.48mg/L、2.87mg/L、3.43mg/L等。
　　（2）采用间歇OUR法对ASM2D模型中敏感性高的化学计量学与动力学参数进行测定，测定的化学计量学参数：异养菌产率系数YH与自养菌产率系数YA分别为0.691、0.247，测定的动力学参数：异养菌衰减系数bH、自养菌衰减系数bA、异养菌比增长速率uH、自养菌比增长速率uA分别为0.4270d-1、0.15d-1、5.6079d-1、0.74d-1。
　　（3）基于ASM2D模型构建了改良型氧化沟污水处理工艺概化模型，将试验测定的模型组分与参数输入至概化模型当中，并进行校准与验证；通过校准与验证后的模型对改良型氧化沟工艺中混合液内回流比、污泥回流比、污泥停留时间、曝气池溶解氧浓度与BOD5污泥负荷率等运行参数进行优化，通过对优化结果分析认为：当混合液内回流比为250％、污泥回流比100%、污泥停留时间为22d、曝气区溶解氧浓度为2.75mg/L、BOD5污泥负荷率LS的范围为0.09～0.11kgBOD5/(kgMLSS·d)，其它运行条件与实际污水厂实际运行条件保持一致时，氧化沟的运行能耗较低、可取得较好的脱氮除磷与有机物去除率。

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第1章 绪论

1.1课题来源及研究背景

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容与技术路线

第2章 ASM2D模型组分的测定与分析

2.1模型组分的划分

2.2 ASM2D模型组分的测定原理

2.3 ASM2D模型组分的测定方法

2.4 ASM2D模型组分的测定结果与分析

第3章ASM2D模型参数的测定与分析

3.1化学计量学参数

3.2动力学参数

3.3化学计量学参数的测定方法

3.4动力学参数的测定方法

3.5 ASM2D模型参数的测定结果与分析

3.6本章小结

第4章 基于ASM2D模型对改良型氧化沟工艺的模拟与优化

4.1研究对象简介

4.2工艺模拟过程

4.3工艺优化过程

4.4 本章小结

第5章总结、问题与建议

5.1总结

5.2问题与建议

致谢

参考文献

附录