利用活性污泥模型模拟序批式反应器同步脱氮除磷

论文摘要

序批式反应器(SBR)活性污泥生化污水处理系统是目前世界上普遍采用的一种污水处理方式,它具有构造简单、投资节省、控制灵活等优点。SBR污水处理系统对于污水的脱氮除磷效果特别好。近年来,随着排放标准中对氮、磷含量限制的日益严格,对生物脱氮除磷的研究日益增多,脱氮除磷SBR污水处理系统的应用越来越广泛,对SBR系统的控制也提出了更高的要求。目前,在世界上许多发达国家,活性污泥模型已被广泛地应用于污水处理工艺的开发、辅助设计以及污水处理的运行管理。相比于国际先进水平,我国在活性污泥模型方面的研究和应用还很落后。本文采用国际水质协会1999年提出的ASM2d模型,结合SBR反应器污水处理系统的特点,分析了SBR反应器各阶段的物料平衡关系,利用matlab作为程序开发工具编制计算模型,并利用该模型对一实验室规模SBR系统进行模拟。模拟过程中动力学和化学计量参数采用ASM2d给出的典型参数值,经过模拟后,模型模拟和实际出水COD、TN和TP的相对误差分别为1.7%、26.7%和16.9%。为了更好的模拟SBR反应器的运行效果,对参数进行了灵敏度分析,结果表明一些参数对模型的出水结果有较大的影响。通过校正这些参数,校正模型模拟和实际出水COD、TN和TP的相对误差减小到3.2%、12.3%和11.5%。这表明该模型能够较好模拟SBR工艺同步脱氮除磷效能,说明应用ASM2d进行SBR系统的模拟能够对SBR系统的优化和控制起辅助作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 中国水资源和污染现状
• 1.1.1 中国水资源现状
• 1.1.2 中国水污染现状
• 1.2 污水处理过程中存在的问题和解决办法
• 1.2.1 污水处理存在的问题
• 1.2.2 污水处理存在问题的解决办法
• 1.3 课题的学术背景及其理论与实际意义
• 1.4 本文研究内容及目的
• 第2章 SBR 及其改良工艺概述
• 2.1 SBR 发展历史
• 2.2 SBR工艺的特点
• 2.3 SBR工艺的流程
• 2.4 SBR 改良工艺概述
• 2.4.1 ICEAS 工艺
• 2.4.2 CASS 工艺
• 2.4.3 IDEA 工艺
• 2.4.4 DAT-IAT 工艺
• 2.4.5 UNITANK 工艺
• 2.4.6 MSBR 工艺
• 2.5 SBR 与其改良工艺的比较
• 第3章 活性污泥数学模型
• 3.1 活性污泥数学模型的发展
• 3.1.1 维持理论
• 3.1.2 内源呼吸理论
• 3.1.3 死亡-再生理论
• 3.2 活性污泥数学模型的发展
• 3.3 ASM 系列模型
• 3.3.1 ASM1 模型
• 3.3.2 ASM2 模型
• 3.3.3 ASM2d 模型
• 3.3.4 ASM3 模型
• 3.3.5 EAWAG Bio-P 模型
• 3.4 SBR 数学模型的发展
• 第4章 基于ASM2d 的SBR 系统仿真模型
• 4.1 SBR 反应器中若干参数的讨论
• 4.1.1 反应器相关参数
• 4.1.2 与循环阶段相关的参数
• 4.1.3 水力停留时间
• 4.2 ASM2d 模型描述
• 4.2.1 ASM2d 模型组分
• 4.2.2 ASM2d 的数学基础
• 4.3 SBR 系统仿真模型的建立
• 4.3.1 基于 ASM2d 模型的简化组分反应速率方程组
• 4.3.2 SBR 系统各阶段的物料平衡方程
• 第5章 SBR 模型的试验验证与模型参数校正
• 5.1 试验装置和方法
• 5.1.1 材料和装置
• 5.1.2 SBR 系统的运行周期
• 5.1.3 试验水质成分
• 5.1.4 水质分析方法
• 5.2 SBR 系统模拟结果与试验结果比较
• 5.2.1 试验系统的调试和稳定
• 5.2.2 ASM2d 计算模型中各种参数的设定
• 5.3 试验结果和模拟计算结果的比较与分析
• 5.3.1 试验结果和模拟计算结果的比较
• 5.3.2 试验结果和模拟计算结果对比分析
• 5.3.3 试验结果和模拟结果间误差的分析
• 5.4 模型参数的校正
• 5.4.1 参数灵敏度分析
• 5.4.2 模型校核结果与分析
• 结论与展望
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文
• 致谢