生物絮凝吸附—曝气生物滤池组合工艺处理生活污水的数学模拟研究

【摘要】：生物絮凝吸附-曝气生物滤池(BAF)组合工艺是一种新型的水处理技术,主要包含有机物去除、SS去除、硝化反硝化过程。论文通过生物絮凝吸附-曝气生物滤池工艺处理生活污水的,建立了基于活性污泥反应理论和生物膜传质反应理论的活性污泥模型和生物膜多基质模型。以Aquasim为基础平台,利用建立的模型模拟了生物絮凝吸附-曝气生物滤池组合工艺处理生活污水中稳态运行时的工况。 针对以往只考虑单个反应器中基质生物降解过程,现在我们以国际水协开发的ASMl和ASM3为基础建立了活性污泥模型和生物膜多基质模型。以对整个工艺的出水情况进行模拟。运用均相反应器的概念,导出了生物絮凝吸附-曝气生物滤池反应器一维模型。 利用原有的生物絮凝吸附-曝气生物滤池工艺进行处理生活污水的。在建模过程中还测定了生物膜干密度、活性污泥浓度、生物膜膜厚、以及反应器对污水中各个污染物指标的去除效果等参数。通过对生物絮凝吸附-曝气生物滤池工艺一维模型进行灵敏度分析,发现出水水质对生物膜表面积、膜厚和一些反应动力学参数的灵敏度较高,而对其他的则都较低。通过模拟和对实测值和模拟值进行比较进行参数的校核。校核后的模型的模拟值与实测值在较大范围内相吻合,说明该模型能较好的反应生物絮凝吸附-曝气生物滤池工艺中的各种反应过程,是较可信的。并利用校核后的模型模拟了两级曝气生物滤池的稳态运行时COD. NH4--N、NO3--N、TN浓度变化与填料高度的关系。并对整个工艺在不同工况下的运行效果进行了模拟。 论文建立的模型能够较好地反映生物絮凝吸附-曝气生物滤池的稳态运行时的情况,为以后生物絮凝吸附-曝气生物滤池工艺的设计和运行管理等方面提供了可靠资料。 【关键词】：生物絮凝吸附-曝气生物滤池工艺 活性污泥模型 生物膜模型 灵敏度分析 参数校核
【学位授予单位】：安徽建筑工业学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-13
• 第一章 绪论13-28
• 1.1 问题的提出及研究意义13-15
• 1.1.1 问题的提出13-14
• 1.1.2 研究的意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-26
• 1.2.1 生物絮凝吸附工艺研究现状15-16
• 1.2.2 曝气生物滤池研究现状16-19
• 1.2.3 活性污泥1号模型研究现状19-24
• 1.2.4 IWA活性污泥3号模型24-26
• 1.3 本文研究的目的、研究内容和创新之处26-28
• 1.3.1 研究目的26
• 1.3.2 研究内容26
• 1.3.3 论文的创新之处26-28
• 第二章 生物絮凝吸附-曝气生物滤池工艺试验研究28-37
• 2.1 试验研究目的和研究内容28-29
• 2.1.1 试验目的28
• 2.1.2 试验内容28-29
• 2.2 分析方法29
• 2.3 装置和试验用水29-31
• 2.3.1 装置29-30
• 2.3.2 试验材料与方法30-31
• 2.4 结果分析31-35
• 2.4.1 SS的去除效果31
• 2.4.2 COD的去除效果31-33
• 2.4.3 NH_4+~-N的去除效果33-34
• 2.4.4 TN的去除效果34-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 活性污泥模型和生物膜多基质模型的理论基础37-50
• 3.1 活性污泥数学模型基础37-41
• 3.1.1 活性污泥模型理论基础37-39
• 3.1.2 活性污泥反应器中的氧传质模型39
• 3.1.3 污泥的吸附动力学模型39-41
• 3.2 生物膜传质与反应理论41-49
• 3.2.1 生物膜的特性41-42
• 3.2.2 传质过程建模42-44
• 3.2.3 生物膜内反应动力学44-49
• 3.3 本章小结49-50
• 第四章 生物絮凝吸附-曝气生物滤池工艺建模50-67
• 4.1 ASM1和ASM3在本研究中的应用50-52
• 4.1.1 模型的简化50-51
• 4.1.2 化学计量学51
• 4.1.3 反应速率方程51-52
• 4.2 生物絮凝吸附模型的建立52-56
• 4.2.1 模型的假设52
• 4.2.2 模型的描述52-54
• 4.2.3 模型参数的确定54-56
• 4.3 曝气生物滤池模型的建立56-64
• 4.3.1 模型的假设56-57
• 4.3.2 模型的描述57-59
• 4.3.3 参数的选择与确定59-64
• 4.4 反应器质量平衡方程64-66
• 4.5 模型程序的开发66
• 4.6 本章小结66-67
• 第五章 模型的校核与模拟67-78
• 5.1 模型灵敏度分析67-68
• 5.2 模型校核与验证68-69
• 5.3 模拟结果的分析69-77
• 5.3.1 生物絮凝吸附工艺模型模拟研究69-70
• 5.3.2 曝气生物滤池工艺模型模拟研究70-74
• 5.3.3 生物絮凝吸附-曝气生物滤池工艺的模拟研究74-77
• 5.4 本章小结77-78
• 第六章 结论与建议78-81
• 6.1 主要结论78-79
• 6.2 建议79-81
• 参考文献81-85
• 致谢85-86
• 作者简介及读研期间主要科研成果86

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