生物絮凝吸附—曝氣生物濾池組合工藝處理生活污水的數(shù)學模擬研究

【摘要】：生物絮凝吸附-曝氣生物濾池(BAF)組合工藝是一種新型的水處理技術(shù),主要包含有機物去除、SS去除、硝化反硝化過程。論文通過生物絮凝吸附-曝氣生物濾池工藝處理生活污水的,建立了基于活性污泥反應(yīng)理論和生物膜傳質(zhì)反應(yīng)理論的活性污泥模型和生物膜多基質(zhì)模型。以Aquasim為基礎(chǔ)平臺,利用建立的模型模擬了生物絮凝吸附-曝氣生物濾池組合工藝處理生活污水中穩(wěn)態(tài)運行時的工況。 針對以往只考慮單個反應(yīng)器中基質(zhì)生物降解過程,現(xiàn)在我們以國際水協(xié)開發(fā)的ASMl和ASM3為基礎(chǔ)建立了活性污泥模型和生物膜多基質(zhì)模型。以對整個工藝的出水情況進行模擬。運用均相反應(yīng)器的概念,導出了生物絮凝吸附-曝氣生物濾池反應(yīng)器一維模型。 利用原有的生物絮凝吸附-曝氣生物濾池工藝進行處理生活污水的。在建模過程中還測定了生物膜干密度、活性污泥濃度、生物膜膜厚、以及反應(yīng)器對污水中各個污染物指標的去除效果等參數(shù)。通過對生物絮凝吸附-曝氣生物濾池工藝一維模型進行靈敏度分析,發(fā)現(xiàn)出水水質(zhì)對生物膜表面積、膜厚和一些反應(yīng)動力學參數(shù)的靈敏度較高,而對其他的則都較低。通過模擬和對實測值和模擬值進行比較進行參數(shù)的校核。校核后的模型的模擬值與實測值在較大范圍內(nèi)相吻合,說明該模型能較好的反應(yīng)生物絮凝吸附-曝氣生物濾池工藝中的各種反應(yīng)過程,是較可信的。并利用校核后的模型模擬了兩級曝氣生物濾池的穩(wěn)態(tài)運行時COD. NH4--N、NO3--N、TN濃度變化與填料高度的關(guān)系。并對整個工藝在不同工況下的運行效果進行了模擬。 論文建立的模型能夠較好地反映生物絮凝吸附-曝氣生物濾池的穩(wěn)態(tài)運行時的情況,為以后生物絮凝吸附-曝氣生物濾池工藝的設(shè)計和運行管理等方面提供了可靠資料。 【關(guān)鍵詞】：生物絮凝吸附-曝氣生物濾池工藝 活性污泥模型 生物膜模型 靈敏度分析 參數(shù)校核
【學位授予單位】：安徽建筑工業(yè)學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-13
• 第一章 緒論13-28
• 1.1 問題的提出及研究意義13-15
• 1.1.1 問題的提出13-14
• 1.1.2 研究的意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-26
• 1.2.1 生物絮凝吸附工藝研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 曝氣生物濾池研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.3 活性污泥1號模型研究現(xiàn)狀19-24
• 1.2.4 IWA活性污泥3號模型24-26
• 1.3 本文研究的目的、研究內(nèi)容和創(chuàng)新之處26-28
• 1.3.1 研究目的26
• 1.3.2 研究內(nèi)容26
• 1.3.3 論文的創(chuàng)新之處26-28
• 第二章 生物絮凝吸附-曝氣生物濾池工藝試驗研究28-37
• 2.1 試驗研究目的和研究內(nèi)容28-29
• 2.1.1 試驗?zāi)康?/span>28
• 2.1.2 試驗內(nèi)容28-29
• 2.2 分析方法29
• 2.3 裝置和試驗用水29-31
• 2.3.1 裝置29-30
• 2.3.2 試驗材料與方法30-31
• 2.4 結(jié)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 本章小結(jié)35-37
• 第三章 活性污泥模型和生物膜多基質(zhì)模型的理論基礎(chǔ)37-50
• 3.1 活性污泥數(shù)學模型基礎(chǔ)37-41
• 3.1.1 活性污泥模型理論基礎(chǔ)37-39
• 3.1.2 活性污泥反應(yīng)器中的氧傳質(zhì)模型39
• 3.1.3 污泥的吸附動力學模型39-41
• 3.2 生物膜傳質(zhì)與反應(yīng)理論41-49
• 3.2.1 生物膜的特性41-42
• 3.2.2 傳質(zhì)過程建模42-44
• 3.2.3 生物膜內(nèi)反應(yīng)動力學44-49
• 3.3 本章小結(jié)49-50
• 第四章 生物絮凝吸附-曝氣生物濾池工藝建模50-67
• 4.1 ASM1和ASM3在本研究中的應(yīng)用50-52
• 4.1.1 模型的簡化50-51
• 4.1.2 化學計量學51
• 4.1.3 反應(yīng)速率方程51-52
• 4.2 生物絮凝吸附模型的建立52-56
• 4.2.1 模型的假設(shè)52
• 4.2.2 模型的描述52-54
• 4.2.3 模型參數(shù)的確定54-56
• 4.3 曝氣生物濾池模型的建立56-64
• 4.3.1 模型的假設(shè)56-57
• 4.3.2 模型的描述57-59
• 4.3.3 參數(shù)的選擇與確定59-64
• 4.4 反應(yīng)器質(zhì)量平衡方程64-66
• 4.5 模型程序的開發(fā)66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 第五章 模型的校核與模擬67-78
• 5.1 模型靈敏度分析67-68
• 5.2 模型校核與驗證68-69
• 5.3 模擬結(jié)果的分析69-77
• 5.3.1 生物絮凝吸附工藝模型模擬研究69-70
• 5.3.2 曝氣生物濾池工藝模型模擬研究70-74
• 5.3.3 生物絮凝吸附-曝氣生物濾池工藝的模擬研究74-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 第六章 結(jié)論與建議78-81
• 6.1 主要結(jié)論78-79
• 6.2 建議79-81
• 參考文獻81-85
• 致謝85-86
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果86

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