活性污泥系统模型应用研究

【摘要】：本课题在活性污泥1号模型和Takacs沉降模型的基础上,结合反应器原理,构建了活性污泥系统模型。在Windows操作系统上,采用C++语言开发了活性污泥系统模拟程序,并采用COST Simulation Benchmark对其进行了校验,最后应用模拟软件对吴忠市污水处理厂进行了模拟。 在城市污水活性污泥处理系统中,生物反应器和沉淀池是系统的重要组成部分。建立生物反应模型和沉淀模型是污水生物处理系统模拟的关键。本文研究了活性污泥1号模型和Takacs分层沉降模型中的各种关系表达式,并将两者有机的结合起来,完成系统模型的构建,然后将各种关系表达式转化为计算机语言,选择合适的算法,编制计算机程序,求解系统中各参数,实现系统模拟。 根据模型中对进水组分的划分,规范进水中各组分的测定方法。采用所论述的方法测定了吴忠市污水处理厂进水的污水水质;初步确定吴忠市污水处理厂的模拟流程,进行了稳态和非稳态模拟分析。给出了进水流量水质波动情况下的出水水质情况,模拟结果与实际检测的平均误差小于15%;针对吴忠市污水处理厂具体情况,给出了污泥回流比、混合液回流率和污泥龄的控制策略,其结果对吴忠市污水处理厂的运行管理有一定的指导意义。 研究结果表明,由活性污泥1号模型与二沉池分层沉淀模型组成的活性污泥系统综合模型的模拟程序能够很好地模拟城市污水处理厂活性污泥过程的运行,为城市污水处理厂的实际运行管理提供具有重要价值的参考依据,值得在我国进行进一步的深入研究和推广应用。 【关键词】：城市污水处理 活性污泥系统 数学模型 系统模拟
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：X703
【目录】：

• 1 绪论8-19
• 1．1 课题研究背景8-9
• 1．2 研究目的及意义9-12
• 1．3 活性污泥数学模型发展与应用12-18
• 1．3．1 活性污泥数学模型的发展12-14
• 1．3．2 活性污泥数学模型在国外污水处理中的应用研究14-16
• 1．3．3 国内活性污泥数学模型的研究和应用16-18
• 1．4 本课题研究内容18-19
• 2 活性污泥系统数学模型19-45
• 2．1 活性污泥1号模型19-32
• 2．1．1 模型的格式20-22
• 2．1．2 模型的理论基础22-23
• 2．1．3 模型的假设和限定23-24
• 2．1．4 模型使用的局限24
• 2．1．5 模型污水水质特性及组分划分24-28
• 2．1．6 模型反应过程28-29
• 2．1．7 模型参数29-32
• 2．2 沉淀模型32-38
• 2．2．1 Takacs沉降速度模型33-36
• 2．2．2 分层沉淀模型36-38
• 2．3 活性污泥法反应器理论模型38-43
• 2．3．1 完全混合间歇反应器39-40
• 2．3．2 连续流搅拌池反应器40-41
• 2．3．3 推流反应器41-43
• 2．4 活性污泥系统综合模型43-45
• 3 活性污泥系统模拟程序编制45-64
• 3．1 建模方法45-47
• 3．2 模拟工艺流程及程序结构图47-49
• 3．2．1 工艺流程47-48
• 3．2．2 程序结构图48-49
• 3．3 模型修正与简化49-50
• 3．4 模拟程序计算方法50-58
• 3．4．1 物料平衡方程50-55
• 3．4．2 计算流程55-56
• 3．4．3 计算方法56-57
• 3．4．4 积分步长57-58
• 3．5 计算程序校验58-64
• 3．5．1 校验基准58-62
• 3．5．2 校验结果62-64
• 4 入流组分的实验测定64-68
• 4．1 含碳有机物的测定64-66
• 4．2 含氮物质的测定66
• 4．3 测定结果及分析66-68
• 5 模拟程序应用68-86
• 5．1 吴忠市污水处理厂简介68-70
• 5．2 吴忠市污水处理厂出水结果模拟70-80
• 5．2．1 模型参数确定71-73
• 5．2．2 稳态模拟结果及分析73-75
• 5．2．3 非稳态模拟结果及分析75-80
• 5．3 吴忠市污水处理厂运行控制分析80-86
• 5．3．1 污泥回流比80-82
• 5．3．2 混合液循环率82-83
• 5．3．3 污泥龄83-86
• 6 结论及建议86-88
• 6．1 结论86-87
• 6．2 建议87-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-94
• 附录94

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