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活性污泥法數(shù)學(xué)模型的研究與應(yīng)用

活性污泥法數(shù)學(xué)模型的研究與應(yīng)用

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中國給水排水模擬系統(tǒng)之碳氧化篇 ( t ae t g rcs Aci td Su ePoes v d Smuain— C ro iai es n)簡稱為 i lo t ab n Oxd t n V ri, o o A P_c s S- 0模擬系統(tǒng) A P∞模擬系統(tǒng)的具體 S假定條件為： a系統(tǒng)在恒定溫度下運(yùn)行； bp值恒定且接近中性； H C速率表達(dá)式中系數(shù)恒定，隨廢水成分的變 .不化而變化； d不考慮氮、和其他無機(jī)營養(yǎng)物對有機(jī)物去 .磷除及細(xì)胞生長的影響； e異養(yǎng)微生物均一且種屬穩(wěn)定；

N . 08

f顆粒性有機(jī)物質(zhì)被微生物吸附過程是瞬問完 .成的； g假設(shè)二沉池不發(fā)生任何生化反應(yīng)， .僅為物理 沉淀作用

12生化過程和組分矩陣表 .表 l給出了 As S P一∞模擬系統(tǒng)中包含的 8 個組分和 3生化過程的關(guān)系， 2給出了各組分個表符號定義

表 1 A P _ c模擬系統(tǒng)中生化過程和組分矩陣表 S s_ l 0

組分 i ( ) 『養(yǎng)菌的好異 氧增長

l Xs

2 X酬

3 X。

4 l 5 I6 S S S^K L

7『8 X r S】

、 j ( ) c

1

1 y H

l— yH 1 4

異養(yǎng)苗的死亡和分解 1一

一1

廠

6 X

剛顆粒性基質(zhì)一l l的水解 反應(yīng)速率通式

1 3

‰ 。

表2 AS S- P -CO模型中各組分符號的定義 -序號組分符號定義

l 2

Xs慢速可生物降解基質(zhì)， m L XB活性異養(yǎng)微生物量， H刪 L

3 4 ————

XD生物死亡以及消解所產(chǎn)生的殘質(zhì)，/ mgL S易生物降解基質(zhì)， L s m S。溶解氧，， L r n堿度

N N N N o1 o2 o3 m4

N .

剩余污泥排放 o5

圖 1 5池模型的硫程示意圖

5 ————

6 S

其中， F為廢水進(jìn)水流量， w為剩余污泥排放流 F量，r F為回流污泥流量。反應(yīng)器有效容積用 v表示。其他符號同表 2。 A P -C S S O模擬系統(tǒng)中將 5個反應(yīng)器分別作為控制體，對其分別按活性污泥量、易降解基質(zhì)、顆粒性有機(jī)基質(zhì)和惰性顆粒生物量建立質(zhì)量守恒方程組，通過數(shù)值逼近方法求得方程組的近似解 (利用 MA L T AB數(shù)學(xué)工具軟件來實(shí)現(xiàn) )。在穩(wěn)態(tài)條件下， 各組分的質(zhì)量平衡方程式通式為： F。 C+Fl V=0 C+r - 式中 C c o、 (1 1 F、 —分別為進(jìn)、級反應(yīng)器的流量 F—出該分別為進(jìn)、出該級反應(yīng)器的組分 濃度 r——反應(yīng)速率

7 8 9 1 l 1 2

X】惰性顆粒性有機(jī)物質(zhì)， L n S j惰性溶解性有機(jī)物質(zhì) ./ mgL h 異養(yǎng)菌產(chǎn)率系數(shù)， g污泥/ O r n,￣C D去除 x單位生物量中含氮率， N/污泥 H mg mg b 衰減系數(shù) m

1廠�；钚陨锪哭D(zhuǎn)化為生物殘?jiān)谋壤禂?shù) 0

1 3 __————

量 h

水解系數(shù) 半飽和系數(shù)

1^ 4叫溶解氧開關(guān)函數(shù) 1 b . 5

13模擬系統(tǒng)中的 5池串聯(lián)模型 .

普通活性污泥法通常采用長方廊道推流式曝氣池，水和污泥回流在反應(yīng)器的一端匯合為便于進(jìn)

模擬，通常這類反應(yīng)器可假定為由 3個連續(xù)、~5混 合反應(yīng)器串聯(lián)而成。此處選擇了 5池串聯(lián)模型，其 流程見圖 1。

v——反應(yīng)器體積例如，級反應(yīng)器的質(zhì)量平衡方程組為： 1

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