CIBR工艺数学模型及模拟研究

论文摘要

国际水质协会（IWA）提出的活性污泥系统的典型数学模型ASM2D作为模拟生物同步除磷和硝化-反硝化的基础,比ASM2在模拟硝酸盐和磷酸盐动力学方面更加精确,常被看作是进一步研究和发展活性污泥模型的平台。本论文以ASM2D作为研究平台,结合CIBR工艺系统自身的特点和工艺特性,开发出CIBR同步脱氮除磷数学模型;并选择了固体通量沉淀模型,构建出CIBR工艺模型。以MATLAB作为模拟程序开发语言,基于CIBR工艺系统模型编写了CIBR工艺系统模拟程序;以国际水质协会推荐的ASM2D的参数典型值作为初始值运行模拟程序,COD的模拟效果和实际结果比较吻合,而TN和TP的效果相差较大。根据灵敏度分析的结果,将异养菌的产率系数YH由典型值0.625gCOD/gCOD调整为0.594 gCOD/gCOD;自养菌的产率系数（生物量/硝酸盐）YA由典型值0.24gCOD/gN调整为0.31gCOD/gN,使模拟的结果和实际结果吻合较好。最后,针对CIBR的运行特点,模拟了水力停留时间为12h的三种运行工况和运行周期为4h的三种水力停留时间的处理效果。结果表明:在曝气2h、搅拌1h与静沉1h的运行工况下的处理效果最好。而且在运行工况为曝气2h、搅拌1h与静沉1h时,模拟得出水力停留时间为8h时的处理效果最佳。研究结果表明:以ASM2D为平台建立的CIBR工艺模型,基于MATLAB开发出的模拟程序能够较好的模拟CIBR的运行过程,为深入研究和应用奠定了一定的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 论文研究内容
• 2 活性污泥数学模型及模拟技术
• 2.1 活性污泥数学模型的发展历程
• 2.2 ASM 系列模型简介
• 2.3 国内外研究现状
• 2.4 模型应用存在的问题
• 2.5 模拟技术
• 3 CIBR 数学模型建立
• 3.1 建模方法
• 3.2 CIBR 工艺
• 3.3 模型平台的选择
• 3.4 ASM2D 模型介绍
• 3.5 CIBR 工艺模型的建立
• 4 模拟程序开发
• 4.1 模拟程序的选择与介绍
• 4.2 模拟程序的编制
• 5 CIBR 工艺模型验证
• 5.1 模拟初始条件设定
• 5.2 参数灵敏度分析
• 5.3 参数校核
• 5.4 模拟结果分析
• 6 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录