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)值計算對城市污水處理廠生物處理系統(tǒng)進行系統(tǒng)分析、模擬、設(shè)計、控制和診斷是目前水圬染控制領(lǐng)域研究的熱點。本文以國際水協(xié)會(IWA)1號模型(ASM1)為對象，首先對其系統(tǒng)構(gòu)成進行解析，然后進行蛆分和參數(shù)敏感度分析以及模型多參數(shù)估計，在此基礎(chǔ)上，探討模型組分和參數(shù)的測定方法,最后采用ASMI對四級分段進水A/O生物脫氮系統(tǒng)進行了模擬研究。
　　 建立了敏感度方程，采用COST模81基準，對ASM1模型參數(shù)和蛆分進行了

2、敏感度分析，獲得了參數(shù)不確定性對系統(tǒng)整體性能影響的定量分析結(jié)果；5個化學(xué)計量參數(shù)中，YH對模擬結(jié)果的影響最大，敏感度最高；14個動力學(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，采用遺傳算法對其進行最優(yōu)估計，確定了遺傳算法的目標

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

4、粒吝惰性有機物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)有機氟和顆粒態(tài)有機氮占總氰的比例平均為64.94％、7.35％和27.71％；DEN氧化溝和四級分段進水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，對四級分段進水A/O生物脫氰工藝試驗系統(tǒng)進行了模擬，模擬出水COD與實測結(jié)果的平均誤差為93％，說明本研究提出的組分和參數(shù)的測定方法，敏感參數(shù)的選擇原則、參數(shù)的估計方法是合理的。最后采用了遺傳算法對四級分段進水A/O生物蛻氮工藝進水流量進行了優(yōu)化分配。
　　 以模擬出水水質(zhì)與實際出水水質(zhì)的誤差最小為目標函數(shù)，得到各級進水流量分配比例為37.2％、27.4％、23.2％和12.