西安市邓家村城市污水Johannesburg工艺处理系统模拟及分析

【摘要】： 本文在国际水协会活性污泥2号模型(ASM2)和二沉池Takacs分层沉淀模型的基础上构建了活性污泥系统综合模型。在WindowsXP操作系统上，采用VisualBasic 6．0语言编写了活性污泥系统模拟程序，并应用欧盟模拟基准(COSTSimulation Benchmark)对其进行检验，最后应用模拟程序对西安市邓家村污水处理厂进行了模拟分析。 在模拟程序编制的过程中对操作界面、数据输入和输出、数据库、计算方法和积分步长等具体问题进行了分析，通过基准校验，证明所编写的模拟程序在计算精度、运行速度和数据管理等方面可满足实用要求。 应用所编写的模拟程序对西安市邓家村污水处理厂Johannesburg工艺进行了模拟，分析现有进水水质和工艺条件下系统的微生物量及出水水质。进一步分析了进水分配比、污泥回流比、混合液回流比、污泥龄、反应器体积分配比等参数对Johannesburg工艺脱氮效果的影响。结果表明： (1)进水分配比的改变可以影响进入厌氧池的硝酸盐浓度及快速生物降解COD的含量，从而对系统除磷效果影响很大；但进水分配比的改变对系统脱氮效果影响不大； (2)系统脱氮效率随着混合液回流比的增大而增大。当混合液回流比超过150％时，再继续提高混合液回流比对系统出水硝氮几乎没有影响，将实际工艺混合液回流比为125％，将其增大到150％，总氮去除率仅提高3．5％； (3)随着污泥回流比的增加(从30％增加到100％)，出水总氮，氨氮，硝氮浓度逐渐减小，出水总磷、磷酸浓度逐渐增加，出水中的TCOD、SS浓度也逐渐增加，改变污泥回流比比不能有效的提高系统脱氮效果； (4)污泥龄大于12天便可满足工艺出水要求。实际工艺系统污泥龄为15天，继续增大污泥龄系统脱氮率基本上保持不变，所以改变污泥龄也不能有效的提高系统脱氮效果； (5)当缺氧区与好氧区的比例由原来1：14．7调整为1：2．3时，反硝化进行的更彻底，缺氧池出水硝氮浓度由3．1mg/l减少为0．04mg/l，TN去除率提高了25．7％，出水总氮浓度变得更低。通过对缺氧区与好氧区体积比的改变可以很好的提高系统脱氮效果。 【关键词】：城市污水 活性污泥 Johannesburg工艺 活性污泥2号模型 模拟
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 概述9-24
• 1.1 城市污水的来源9-10
• 1.2 城市污水的水质10-11
• 1.2.1 影响城市污水水质的因素10
• 1.2.2 生活污水水质10
• 1.2.3 工业生产污水水质10-11
• 1.2.4 城市污水中污染物质的危害11
• 1.3 城市污水处理系统11-12
• 1.4 生物脱氮除磷工艺12-18
• 1.4.1 生物脱氮除磷原理12-15
• 1.4.2 生物脱氮除磷工艺15-18
• 1.5 活性污泥系统设计18-21
• 1.5.1 有机负荷法18-19
• 1.5.2 污泥龄法19-20
• 1.5.3 数学模型法20-21
• 1.6 国内外研究现状21-22
• 1.7 课题研究的目的和意义22-23
• 1.8 课题研究的主要内容23-24
• 2 活性污泥数学模型24-47
• 2.1 活性污泥2号模型24-41
• 2.1.1 模型的假设与限制24-27
• 2.1.2 模型组分27-30
• 2.1.3 ASM2的基础30-31
• 2.1.4 模型中的反应过程31-39
• 2.1.5 ASM2中的化学计量学和动力学参数的定义和典型值39-41
• 2.2 生物反应器水力传递过程模型41-43
• 2.3 沉淀池模型43-46
• 2.4 系统模型46-47
• 3 活性污泥系统模拟器47-66
• 3.1 模拟器的总体设计47-49
• 3.1.1 模拟器的开发环境47-48
• 3.1.2 模拟系统总体结构48-49
• 3.2 详细设计49-58
• 3.2.1 模拟工艺流程49
• 3.2.2 物料衡算方程49-56
• 3.2.3 计算程序56-58
• 3.3 模型组分测定方法58-66
• 3.3.1 含碳有机物的测定60-63
• 3.3.2 含氮组分的测定63-64
• 3.3.3 含磷组分的测定64-66
• 4 模型的校验及应用66-86
• 4.1 西安市邓家村污水处理厂现状66-68
• 4.2 模型校验68-76
• 4.2.1 欧盟基准68-70
• 4.2.2 工艺流程70-71
• 4.2.3 入流组分71-72
• 4.2.4 各构筑物尺寸及控制参数72-73
• 4.2.5 模型参数73
• 4.2.6 稳态模拟结果分析73-76
• 4.3 模型的应用76-86
• 4.3.1 稳态模拟76-78
• 4.3.2 动态模拟78
• 4.3.3 运行控制参数对系统脱氮效果的影响78-83
• 4.3.4 反应器体积分配比对系统脱氮效果的影响83-86
• 5 结论86-87
• 致谢87-88
• 参考文献88-91
• 附录91-92

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