活性污泥法污水处理计算机仿真软件的开发及应用

【摘要】： 随着城市生活污水的不断增加，人们也越来越重视对城市生活污水的处理，这就要求我们采用更有效污水处理控制方案来满足日益严格的出水水质及经济效益的要求。活性污泥法污水处理是当前世界上处理工业有机污水和城市生活污水的主要途径。本文的主要目的是讨论活性污泥过程的建模和控制方法，开发一个活性污泥过程仿真器，通过该仿真器可以增强使用者对不同的过程配置、控制策略的理解，从而便于使用者对城市污水处理系统的控制，提高活性污泥法污水处理的效率。 论文第一部分介绍了活性污泥1号模型ASM1，对模型表述形式、污水的水质特性及组分构成作了详细的说明。 论文第二部分主要介绍活性污泥的降阶模型。为了控制应用的需要，本文首先分别建立了缺氧池和好氧池的时变线性状态空间模型，然后把好氧池和缺氧池的时变线性状态空间模型结合起来得到由缺氧和好氧两部份构成的前硝化活性污泥系统的时变双线性模型，最后简单描述了理想状态下沉淀池的模型。 论文第三部分介绍基于MATLAB图形用户界面(GUI)的活性污泥法污水处理计算机模拟及仿真软件的开发，并通过图例具体介绍了该软件的功能及使用方法，同时简单介绍了该仿真软件中使用到的仿真算法及计算的一般程序。 论文最后主要通过输入不同气候条件的输入组分数据，采用外加碳源控制、溶解氧浓度监控控制和内回流流速控制三种典型的控制策略，分析本研究开发的仿真软件在活性污泥过程的应用。 【关键词】：污水处理 活性污泥法 计算机仿真器 控制
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：X703;TP391.9
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 活性污泥工艺的简介8-9
• 1.2 活性污泥数学模型的发展9-12
• 1.2.1 传统的活性污泥模型9-10
• 1.2.2 活性污泥的动态模型10-12
• 1.3 控制策略的综述12-15
• 1.3.1 污水生化处理过程控制12-13
• 1.3.2 城市污水处理的自动控制现状13-15
• 1.4 本研究的主要内容、方法及意义15-17
• 1.4.1 本研究的主要内容及方法15-16
• 1.4.2 本研究的意义16-17
• 第二章 活性污泥1号模型(ASM1)的理论分析17-26
• 2.1 活性污泥模型1号模型的表述形式17-18
• 2.2 污水的水质特性及组分构成18-21
• 2.3 组分浓度的物料平衡方程21-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 活性污泥过程的降阶模型26-42
• 3.1 缺氧池状态空间模型26-35
• 3.1.1 增广状态空间模型31-33
• 3.1.2 系统辨识33-35
• 3.2 活性污泥生化反应过程的双线性模型35-39
• 3.2.1 好氧池模型36-37
• 3.2.2 缺氧池模型37-38
• 3.2.3 活性污泥生化反应过程的完整模型38-39
• 3.3 沉淀池模型39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 活性污泥法污水处理计算机模拟与仿真软件的开发42-51
• 4.1 仿真过程系统介绍42-43
• 4.2 仿真软件中的仿真算法介绍43-44
• 4.3 活性污泥法污水处理计算机模拟与仿真软件的功能介绍44-49
• 4.3.1 活性污泥法污水处理计算机模拟与仿真软件的功能44-45
• 4.3.2 活性污泥法污水处理计算机模拟与仿真软件的使用方法45-49
• 4.4 活性污泥法污水处理计算机模拟与仿真软件计算的一般程序49
• 4.5 本章小结49-51
• 第五章 计算机模拟与仿真软件的应用51-63
• 5.1 计算机模拟与仿真软件的可行性与实用行分析51-55
• 5.2 软件在控制策略设计中的应用55-62
• 5.2.1 外加碳源控制55-57
• 5.2.2 好氧池中氨浓度控制57-60
• 5.2.3 通过内回流控制出水氮的浓度60-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第六章 结束语63-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69
• 作者在攻读硕士学位期间完成的论文69

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