城市污水活性污泥生物脫氮模型及模擬研究.pdf

1、利用數(shù)學(xué)模型和數(shù)值計(jì)算對(duì)城市污水處理廠生物處理系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析、模擬、設(shè)計(jì)、控制和診斷是目前水圬染控制領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文以國(guó)際水協(xié)會(huì)(IWA)1號(hào)模型(ASM1)為對(duì)象，首先對(duì)其系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行解析，然后進(jìn)行蛆分和參數(shù)敏感度分析以及模型多參數(shù)估計(jì)，在此基礎(chǔ)上，探討模型組分和參數(shù)的測(cè)定方法,最后采用ASMI對(duì)四級(jí)分段進(jìn)水A/O生物脫氮系統(tǒng)進(jìn)行了模擬研究。
　　 建立了敏感度方程，采用COST模81基準(zhǔn)，對(duì)ASM1模型參數(shù)和蛆分進(jìn)行了

2、敏感度分析，獲得了參數(shù)不確定性對(duì)系統(tǒng)整體性能影響的定量分析結(jié)果；5個(gè)化學(xué)計(jì)量參數(shù)中，YH對(duì)模擬結(jié)果的影響最大，敏感度最高；14個(gè)動(dòng)力學(xué)參數(shù)中，敏感度較大的參數(shù)依次為pJ、bH和Kk，模型蛆分中對(duì)出水COD、SS、氨氮和總氰影響最大的分別為srXs、sNH和Xs。敏感度分析結(jié)果為ASM1應(yīng)用中參數(shù)的選擇，取值提供了可行的依據(jù)。
　　 針對(duì)ASM1中參數(shù)多,且與出水水質(zhì)關(guān)系的復(fù)雜性，采用遺傳算法對(duì)其進(jìn)行最優(yōu)估計(jì)，確定了遺傳算法的目標(biāo)

3、函數(shù)，設(shè)計(jì)了遺傳策略。在COST模擬基準(zhǔn)條件下，進(jìn)行了三參數(shù)和四參數(shù)估計(jì)算例的驗(yàn)證和分析，參數(shù)估計(jì)平均誤差小于5％。與人工估計(jì)方法相比，采用遺傳算法估計(jì)ASM1模型參數(shù),具有較高的可靠性和搜索效率。
　　 對(duì)ASMI蛆分及參數(shù)的測(cè)定方法進(jìn)行了全面探討，在此基礎(chǔ)上，對(duì)西安市北石橋污水處理廠水質(zhì)特性進(jìn)行了分析和活性污泥系統(tǒng)ASM1模型參數(shù)的測(cè)定。結(jié)果表明該廠進(jìn)水溶解態(tài)惰性有機(jī)物s快速可生物降解有機(jī)物Ss、慢速可生物降解有機(jī)物xs和顆

4、粒吝惰性有機(jī)物x1分別占污水總COD的比例平均為4.10％、17.60％、51.60％和13.28％；氨氮、溶解態(tài)有機(jī)氟和顆粒態(tài)有機(jī)氮占總氰的比例平均為64.94％、7.35％和27.71％；DEN氧化溝和四級(jí)分段進(jìn)水A/O生物脫氰工藝的污泥產(chǎn)率系數(shù)rH分別為0.72和0.697；活性污泥混合液COD與MLSS單位轉(zhuǎn)換系數(shù)分別為0.808gCOD/gMLSS和0.777gCOD/gMLSS；DE氧化溝異養(yǎng)苗衰減系數(shù)bH為0.612d-1

5、(25"C)。
　　 在上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)四級(jí)分段進(jìn)水A/O生物脫氰工藝試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了模擬，模擬出水COD與實(shí)測(cè)結(jié)果的平均誤差為93％，說(shuō)明本研究提出的組分和參數(shù)的測(cè)定方法，敏感參數(shù)的選擇原則、參數(shù)的估計(jì)方法是合理的。最后采用了遺傳算法對(duì)四級(jí)分段進(jìn)水A/O生物蛻氮工藝進(jìn)水流量進(jìn)行了優(yōu)化分配。
　　 以模擬出水水質(zhì)與實(shí)際出水水質(zhì)的誤差最小為目標(biāo)函數(shù)，得到各級(jí)進(jìn)水流量分配比例為37.2％、27.4％、23.2％和12.