活性污泥数学模型在污水处理中的应用研究

污水处理模型(最终版)

污水处理模型 摘要 随着经济的快速发展，环保问题已经成为一个不容忽视的问题，而水资源更是关系着每个居民的日常生活，因此对于污水处理这一特殊的问题我们在解决时就应该本着高效的原则去实施，在这个污水处理问题中，我们先建立了一般情况下的模型，然后将该模型应用到实际问题中从而解决了实际问题。在模型的建立中我们要考虑工厂的净化能力，江水的自净能力，在保证江水经这一系列的处理后在到达下一个居民点后要达到国家标准，还要花费最少，对该问题进行全面的分析后可知这是一个运筹学方面关于线性规划的最优解问题，在该模型的建立中我们针对江水污水浓度在每个居民点之前小于国家标准这一条件对其建立线性约束条件，然后综合考虑费用最小，在结合三个处理厂各自的情况后，关于费用抽象数模型的目标函数，运用LINGO9.0规划软件求解，最后求得使江面上所有地段的水污染浓度达到国家标准时的最小费用为5万元。 关键词：污水处理自净系数污水流量处理系数污水浓度

一、 问题重述 如下图，由若干工厂的污水经排污口流入某江，各口有污水处理站，处理站对面是居民点。工厂1上游江水流量和污水浓度，国家标准规定的水的污染浓度，以及各个工厂的污水流量和污水浓度都已知道。设污水处理费用与污水处理前后的浓度差和污水流量成正比，使每单位流量的污水下降一个浓度单位需要的处理费用（称处理系数）为已知，处理后的污水与江水混合，流到下一个排污口之前，自然状态下江水也会使污水浓度降低一个比例系数（称自净系数）该系数可以估计。试确定各污水处理站出口的污水浓度，使在符合国家标 先建立一般情况下的数学模型，再求解以下的具体问题： 设上游江水流量为min /10100012l ?，污水浓度为l mg /8.0,三个工厂的污水流量均为min /10512l ?，污水浓度（从上游到下游排列）分别为100，60，50（l mg /），处理系数均为1万元/)/(m in)/10(12l mg l ?，3个工厂之间的两段江面的自净系数（从上游到下游）分别为0.9，0.6。国家规定的污水浓度不能超过1l mg /。 （1）为了使江面上所有地段的水污染达到国家标准，最少需要花费多少费用？ （2）如果只要求三个居民点上游的水污染达到国家标准，最少需要花费 江水

污水处理站活性污泥的培养与驯化

活性污泥的培养与驯化活性污泥有多种培养方法，但不同的方法所要求的培养时间和人力物力均不同。应根据废水水质、气候、实际许可的条件等情况来选择培养方法。1.培养前的准备工作 （1）各构筑物建成，并经清池清除建筑垃圾，静压试验证明无渗漏，无下沉位移，最后按有关规程验收合格。 （2）电器、机械、管路等全部设备建成并经单机试车、联动试车正常。最后按有关规程（说明书）验收合格。 （3）根据日后运行管理需要，有条件的污水处理厂（站）需进行最基本的常规化验测试，如pH、水温、 COD 、DO、生物相等，用以指导活性污泥的培养过程和日常运行。（4）基础数据的调查摸底，包括污水流量昼夜变化情况，水质（pH、水温、COD、BOD5/CODCr、含氮、含磷、有毒物质等）及其变化情况，各种设施和设备的技术参数。有条件的地方最好对受纳水体(如接纳排污的河流等)本底水质调查备案，以便考察若干年后对受纳水体的影响提供依据。 （5）根据处理水质状况备足必需的营养物(碳源、氮源、磷源)，以备缺什么补什么。采用接种培菌法还需备足污水性质相似其他污水处理厂（站）的干（或浓缩）污泥作为活性污泥微生物培养用的菌种。 （6）操作人员应熟悉整个系统的管道布置和公用工程方面的情况，了解污泥培养的基本过程和控制要求。 （7）人员到位，自培养和驯化后一般应使系统连续运行，不能脱人。 （8）编制必要的化验和运转的原始记录报表以及初步的建章立制。从培菌伊始，逐步建立较规范的组织和管理模式，确保启动与正式运行的有序进行。 2．自然培菌自然培菌，也称直接培菌法。它是利用废水中原有的少量微生物，逐步繁殖的培养过程。城市污水和一些营养成份较全、毒性小的工业废水，如食品厂、肉类加工厂废水，可以考虑这种培养方法，但培养时间相对较长。自然培菌又可分为间歇培菌和连续培菌二种。 （1）间歇培菌。将曝气池注满废水，进行闷曝（即只曝气而不进废水），数天后停止曝气，静置沉淀1 h ，然后排出池内约1/5的上层废水，并注入相同量的新鲜污水。如此反复进行闷曝、静沉和进水三个过程，但每次的进水量要比上次有所增加，而闷曝时间要比上次缩短。在春秋季节，约二、三周就可初步培养出污泥。当曝气池混合液污泥浓度达到1克/升左右时，就可连续进水和曝气。由于培养初期污泥浓度较低，沉淀池内

活性污泥法污水处理

水污染控制工程课程设计城镇污水处理厂设计 指导教师刘军坛 学号 130909221 姓名秦琪宁

目录 摘要 (3) 第一章引言 (4) 1.1设计依据的数据参数 (4) 1.2设计原则 (5) 1.3设计依据 (5) 第二章污水处理工艺流程的比较及选择 (6) 2.1 选择活性污泥法的原因 (6) 第三章工艺流程的设计计算 (7) 3.1设计流量的计算 (7) 3.2格栅 (9) 3.3提升泵房 (9) 3.4沉砂池 (10) 3.5初次沉淀池和二次沉淀池 (11) 3.6曝气池 (15) 第四章平面布置和高程计算 (25) 4.1污水处理厂的平面布置 (25) 4.2污水处理厂的高程布置 (26) 第五章成本估算 (27) 5.1建设投资 (27) 5.2直接投资费用 (28) 5.3运行成本核算 (29) 结论 (29) 参考文献： (30) 致谢 (30)

摘要 本设计采用传统活性污泥法处理城市生活污水，设计规模是200000m3/d。该生活污水氨氮磷含量均符合出水水质，不需脱氮除磷，只考虑除掉污水中的SS、BOD、COD。传统活性污泥法是经验最多，历史最悠久的一种生活污水处理方法。污泥处理工艺为污泥浓缩脱水工艺。污水处理流程为：污水从泵房到沉砂池，经过初沉池，曝气池，二沉池，接触消毒池最后出水；污泥的流程为：从二沉池排出的剩余污泥首先进入浓缩池，进行污泥浓缩，然后进入贮泥池，经过浓缩的污泥再送至带式压滤机，进一步脱水后，运至垃圾填埋场。本设计的优势是：设计流程简单明了，无脱氮除磷的设计，节省了成本，该方法是早期开始使用的一种比较成熟的运行方式，处理效果好，运行稳定，BOD 去除率可达90%以上，适用于对处理效果和稳定程度要求较高的污水，城市污水多采用这种运行方式。 关键词：城市污水传统活性污泥法污泥浓缩

活性污泥法处理氨氮废水

活性污泥法处理氨氮废水 传统的硝化反硝化脱氮工艺是通过硝化过程使氨氮转化为NO3--N, 然后通过反硝化过程使NO3--N 还原为N2来降低处理水中TN 浓度?国内外的很多研究表明,可以通过控制硝化过程,使微生物氧化氨氮生成中间体NO2--N, 然后利用NO2--N 进行还原反应生成N2,即短程硝化反硝化〔1-2〕?与传统的硝化反硝化相比,短程硝化反硝化具有以下优点〔3〕:可节省供氧量约25%,能耗低;可节省反硝化碳源约40%, 在C/N 值一定的情况下能提高对TN 的去除率;可减少污泥生成量约50%;可减少硝化过程碱的需求量;反应时间短,可减少反应器容积?实验利用低DO 和高pH 作为选择条件实现短程硝化反硝化,并通过改变条件以求寻找短程硝化发生转变的条件,该实验研究具有理论探讨和实践应用的双重意义? 1 材料与方法 1.1 实验装置及流程 实验采用一小型SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式间歇反应器),见图1? 图1 实验装置 实验装置的材质为有机玻璃,反应器尺寸为:30 cm×20 cm×30 m,有效水深为20 cm,总有效容积为12 L?采用鼓风微孔曝气,通过转子流量计控制曝气量?每个周期包括进水?曝气?沉淀?排水?闲置5 个阶段? 1.2 实验进水及接种污泥 为稳定和方便控制实验条件,实验采用人工配制模拟氨氮废水,其组成见表1?其中微量元素溶液的组成(g/L) 为:MnCl2·4H2O 0.20,NaMoO4·2H2O0.11,CoCl2·6H2O 0.20,ZnSO4·7H2O 0.10,NiCl2·6H2O0.04,FeCl3·6H2O 0.24?

活性污泥法污泥产量计算

活性污泥工艺的设计计算方法活性污泥工艺是城市污水处理的主要工艺，它的设计计算有三种方法：污泥负荷法、泥龄法和数学模型法。三种方法在操作上难易程度不同，计算结果的精确度不同，直接关系到设计水平、基建投资和处理可靠性。正因为如此，国内外专家都在进行大量细致的研究，力求找出一种精确度更高而又便于操作的计算方法。 1污泥负荷法 这是目前国内外最流行的设计方法，几十年来，运用该法设计了成千上万座污水处理厂，充分说明它的正确性和适用性。但另一方面，这种方法也存在一些问题，甚至是比较严重的缺陷，影响了设计的精确性和可操作性。 污泥负荷法的计算式为［1］ V=24LjQ／1000FwNw=24LjQ／1000Fr(1) 污泥负荷法是一种经验计算法，它的最基本参数Fw(曝气池污泥负荷)和Fr(曝气池容积负荷)是根据曝气的类别按照以往的经验设定，由于水质千差万别和处理要求不同，这两个基本参数的设定只能给出一个较大的范围，例如我国的规范对普通曝气推荐的数值为Fw=0.2～0.4 kgBOD/(kgMLSS·d) Fr=0.4～0.9 kgBOD/(m3池容·d) 可以看出，最大值比最小值大一倍以上，幅度很宽，如果其他条件不变，选用最小值算出的曝气池容积比选用最大值时的容积大一倍或一倍以上，基建投资也就相差很多，在这个范围内取值完全凭经验，对于经验较少的设计人来说很难操作，这是污泥负荷法的一个主要缺陷。

污泥负荷法的另一个问题是单位容易混淆，譬如我国设计规范中Fw的单位是kgBOD/ (kgMLSS·d)，但设计手册中则是kgBOD/(kgMLVSS·d)，这两种单位相差很大。MLSS是包括无机悬浮物在内的污泥浓度，MLVSS则只是有机悬浮固体的浓度，对于生活污水，一般MLVSS=0.7MLSS，如果单位用错，算出的曝气池容积将差30%。这种混淆并非不可能，例如我国设计手册中推荐的普通曝气的Fw为0.2～0.4kgBOD/(kgMLVSS·d)［2］，其数值和设计规范完全一样，但单位却不同了。设计中经常遇到不知究竟用哪个单位好的问题，特别是设计经验不足时更是无所适从，加上近年来污水脱氮提上了日程，当污水要求硝化、反硝化时，Fw、Fr取多少合适呢? 污泥负荷法最根本的问题是没有考虑到污水水质的差异。对于生活污水来说，SS和B OD浓度大致有数，MLSS与MLVSS的比值也大致差不多，但结合各地的实际情况来看，城市污水一般包含50%甚至更多的工业废水，因而污水水质差别很大，有的SS、BOD值高达300～400 mg/L，有的则低到不足100 mg/L，有的污水SS/BOD值高达2以上，有的SS值比BOD值还低。污泥负荷是以MLSS为基础的，其中有多大比例的有机物反映不出来，对于相同规模、相同工艺、相同进水BOD浓度的两个厂，按污泥负荷法计算曝气池容积是相同的，但当SS/BOD值差异很大时，MLVSS也相差很大，实际的生物环境就大不相同，处理效果也就明显不同了。 综上所述，污泥负荷法有待改进。因此，国际水质污染与控制协会(IAWQ)组织各国专家，于1986年首次推出活性污泥一号模型(简称ASM1)［3］，1995年又推出了活性污泥二号模型(简称ASM2)［4、5］。 2数学模型法 数学模型法在理论上是比较完美的，但在具体应用上则存在不少问题，这主要是由于污水和污水处理的复杂性和多样性，即使是简化了的数学模式，应用起来也相当困难，从而阻碍了它的推广和应用。到目前为止，数学模型法在国外尚未成为普遍采用的设计方法，而在我国还没有实际应用于工程，仍停留在研究阶段。

污水处理数学模型

污水处理系统数学模型 摘要 随着水资源的日益紧缩和水环境污染的愈加严重，污水处理的问题越来越受到人们的关注。由于污水处理过程具有时变性、非线性和复杂性等鲜明特征，这使得污水处理系统的运行和控制极为复杂。而采用数学模型，不仅能优化设计、提高设计水平和效率，还可优化已建成污水厂的运行管理，开发新的工艺，这是污水处理设计的本质飞跃，它摆脱了经验设计法，严格遵循理论的推导，使设计的精确性和可靠性显著提高。数学模型是研究污水处理过程中生化反应动力学的有效方法和手段。计算机技术的发展使数学模型的快速求解成为可能，使这些数学模型日益显示出他们在工程应用与试验研究中的巨大作用。 对于污水处理，有活性污泥法、生物膜法以及厌氧生物处理法等污水处理工艺，其中以活性污泥法应用最为广泛。活性污泥法是利用自然界微生物的生命活动来清除污水中有机物和脱氮除磷的一种有效方法。活性污泥法污水处理过程是一个动态的多变量、强耦合过程，具有时变、高度非线性、不确定性和滞后等特点，过程建模相当困难。为保证处理过程运行良好和提高出水质量，开发精确、实用的动态模型已成为国内外专家学者普遍关心的问题。此外，由于污水处理过程是一个复杂的生化反应过程，现场试验不仅时间长且成本很高，因此，研究对污水处理过程的建模和仿真技术具有十分重要的现实意义。本文在充分了解活性污泥法污水处理过程的现状及工艺流程的基础上，深入分析了现有的几种建模的方法，其中重点分析了ASM1。ASM1主要适用于污水生物处理的设计和运行模拟，着重于生物处理的基本过程、原理及其动态模拟，包括了碳氧化、硝化和反硝化作用等8种反应过程；包含了异养型和自养型微生物、硝态氮和氨氮等12种物质及5个化学计量系数和14个动力学参数。ASMI的特点和内容体现在模型的表述方式、污水水质特性参数划分、有机生物固体的组成、化学计量学和动力学参数等四个方面。 关键词：污水处理系统，活性污泥，数学模型，ASM1

活性污泥法污水处理

水污染控制工程课程设计 城镇污水处理厂设计 指导教师刘军坛 姓名秦琪宁 目录 摘要 (3) 第一章引言...................................... 1.1设计依据的数据参数........................................................................................ 1.2设计原则............................................................................................................ 1.3设计依据............................................................................................................ 第二章污水处理工艺流程的比较及选择错误！未定义书 签。 2.1 选择活性污泥法的原因................................................................................... 第三章工艺流程的设计计算.. (7) 3.1设计流量的计算 (7) 3.2格栅 (9) 3.3提升泵房............................................................................................................ 3.4沉砂池 (10) 3.5初次沉淀池和二次沉淀池 (11) 3.6曝气池 (15) 第四章平面布置和高程计算 (25) 4.1污水处理厂的平面布置 (25) 4.2污水处理厂的高程布置 (26) 第五章成本估算 (27) 5.1建设投资 (27) 5.2直接投资费用 (28) 5.3运行成本核算 (29) 结论 (29) 参考文献： (30) 致谢 (30)

数模 污水处理论文

姓名：王文斌 学号：3110008343 学院班级:应用数学学院信息与计算科学2班 摘要：现实生活中，污水如何进行处理，节约工厂的支出，是很多工厂都会面临的问题，根据题目假设了若干理想条件，在理想条件下进行模型的设计。对国家的污水处理标准、理想的环境系数、理想的处理工作环境。进行分析。具有一定的可参考价值。 关键字：LINGO,污水处理，最小化费用，数模。

问题重述 如下图，有若干工厂的污水经排污口流入某江，各口有污水处理站，处理站对面是居民点。工厂1上游江水流量和污水浓度，国家标准规定的水的污染浓度，以及各个工厂的污水流量和污水浓度均已知道。设污水处理费用与污水处理前后的浓度差与污水流量成正比，使每单位流量的污水下降一个浓度单位需要的处理费用（称处理系数）为已知。处理后的污水与江水混合，流到下一个排污口之前，自然状态下的江水也会使污水浓度降低一个比例系数（称自净系数），该系数可以估计。试确定各污水处理站出口的污水浓度，使在符合国家标准规定的条件下总的处理费用最小。 工厂1 工厂2 工厂3 处理站1 处理站3 江水 居民点1 居民点2 居民点3 问题的提出： 先建立一般情况下的数学模型，再求解以下的具体问题： 设上游江水流量为12 ?l/min，污水浓度为0.8mg/l，3个工厂的污水流量均为 100010 12 ?l/min，污水浓度（从上游到下游排列）分别为100，60，50（mg/l），处理系数均为510

1万元/((12 10l/min) (mg/l))，3个工厂之间的两段江面的自净系数（从上游到下游）分别为0.9，0.6。国家标准规定水的污染浓度不能超过1mg/l。 （1）为了使江面上所有地段的水污染达到国家标准，最少需要花费多少费用？ （2）如果只要求三个居民点上游的水污染达到国家标准,最少需要花费多少费用？ 模型的假设如下： 1：假设污水源只有江本身和工厂。 2：假设污水能和江水充分混合->浓度一致。 3：假设1+1必须等于2.即只有数学变化没有其他的生化反应。 4：混合过程瞬间完成。 5：只计算处理厂1至处理3之间的江面污染浓度。 6: 假设自净过程在江面段末尾完成即处理站1与处理站2之间的江面段的尾部完成。处理站2与处理站3之间也是一样。 7：假设居民点在污水处理口的上游。 问题分析： 由提出的假设可知。 符号说明： X1:工厂1排出污水的浓度。 X2:工厂2排出污水的浓度。 X3:工厂3排出污水的浓度。 Y1:工厂1排出的污水经过处理厂处理后的浓度。 Y2:工厂2排出的污水经过处理厂处理后的浓度。 Y3:工厂3排出的污水经过处理厂处理后的浓度。 Z1:处理厂1排出的污水浓度与江水混合后的浓度(问题2中加入自净)。 Z2:处理厂2排出的污水浓度与江水混合后的浓度(问题2中加入自净)。 Z3:处理厂3排出的污水浓度与江水混合后的浓度(问题2中加入自净)。 F1:处理厂1处理所用的处理费用。 F2:处理厂2处理所用的处理费用。 F3:处理厂3处理所用的处理费用。

活性污泥法实验

活性污泥实验 一、 实验目的 1、观察完全混合活性污泥处理系统的运行，掌握活性污泥处理法中控制参数（如污泥负荷、泥龄、溶解氧浓度）对系统的影响； 2、加深对活性污泥生化反应动力学基本概念的理解； 3、掌握生化反应动力学系数K 、Ks 、Vmax 、Y 、Kd 、a 、b 等的测定。 二、 实验原理 活性污泥好氧生物处理是指在有氧参与的条件下，微生物降解污水中的有机物。整个过程包括微生物的生长、有机底物降解和氧的消耗，整个过程变化规律如何正是活性污泥生化反应动力学研究的内容，活性污泥生化反应动力学内容包括： （1）底物的降解速度与有机底物浓度、活性污泥微生物量之间的关系； （2）活性污泥微生物的增殖速度与有机底物浓度、活性污泥微生物量之间的关系； （3）有机底物降解与氧需。 1、底物降解动力学方程 Monod 方程： S Ks S V dt dS +=- max （1） Vmax-------有机底物最大比降解速度， Ks-----------饱和常数， 在稳定条件下，对完全混合活性污泥系统中的有机底物进行物料平衡： 0)(=++-+dt dS V Se Q R Q Se Q R Q So （2） 整理后，得

dt dS V Se So Q - =-)( （3） 于是有 S Ks S V Xt Se So XV Se So Q +=-=-max )( （4） 而M F Xt Se So XV Se So Q /)(=-=-，F/M 为污泥负荷。 完全混合曝气池中S=Se ，所以（4）式整理后可得 max 11max V Se V Ks Se So t X +=- （5） （5）式为一条直线方程，以Se 1 为横坐标，Xt Se So -（污泥负荷）为纵坐标，直 线的斜率为 max V Ks ，截距为max 1 V ，可分别求得max V 、Ks 。 又因为在低底物浓度条件下，Se<

活性污泥法污泥产量计算

活性污泥工艺的设计计算方法探讨 摘要对活性污泥工艺的三种设计计算方法：污泥负荷法、泥龄法、数学模型法的优缺点进行了评述，建议现阶段推广采用泥龄法进行设计计算，并对泥龄法基本参数的选用提出了意见。 关键词活性污泥工艺泥龄法污泥负荷法数学模型法设计计算 活性污泥工艺是城市污水处理的主要工艺，它的设计计算有三种方法：污泥负荷法、泥龄法和数学模型法。三种方法在操作上难易程度不同，计算结果的精确度不同，直接关系到设计水平、基建投资和处理可靠性。正因为如此，国内外专家都在进行大量细致的研究，力求找出一种精确度更高而又便于操作的计算方法。 1污泥负荷法 这是目前国内外最流行的设计方法，几十年来，运用该法设计了成千上万座污水处理厂，充分说明它的正确性和适用性。但另一方面，这种方法也存在一些问题，甚至是比较严重的缺陷，影响了设计的精确性和可操作性。 污泥负荷法的计算式为［1］ V=24LjQ／1000FwNw=24LjQ／1000Fr(1) 污泥负荷法是一种经验计算法，它的最基本参数Fw(曝气池污泥负荷)和Fr(曝气池容积负荷)是根据曝气的类别按照以往的经验设定，由于水质千差万别和处理要求不同，这两个基本参数的设定只能给出一个较大的范围，例如我国的规范对普通曝气推荐的数值为Fw=0.2～0.4 kgBOD/(kgMLSS·d) Fr=0.4～0.9 kgBOD/(m3池容·d)

可以看出，最大值比最小值大一倍以上，幅度很宽，如果其他条件不变，选用最小值算出的曝气池容积比选用最大值时的容积大一倍或一倍以上，基建投资也就相差很多，在这个范围内取值完全凭经验，对于经验较少的设计人来说很难操作，这是污泥负荷法的一个主要缺陷。 污泥负荷法的另一个问题是单位容易混淆，譬如我国设计规范中Fw的单位是kgBOD/ (kgMLSS·d)，但设计手册中则是kgBOD/(kgMLVSS·d)，这两种单位相差很大。MLSS是包括无机悬浮物在内的污泥浓度，MLVSS则只是有机悬浮固体的浓度，对于生活污水，一般MLVSS=0.7MLSS，如果单位用错，算出的曝气池容积将差30%。这种混淆并非不可能，例如我国设计手册中推荐的普通曝气的Fw为0.2～0.4kgBOD/(kgMLVSS·d)［2］，其数值和设计规范完全一样，但单位却不同了。设计中经常遇到不知究竟用哪个单位好的问题，特别是设计经验不足时更是无所适从，加上近年来污水脱氮提上了日程，当污水要求硝化、反硝化时，Fw、Fr取多少合适呢? 污泥负荷法最根本的问题是没有考虑到污水水质的差异。对于生活污水来说，SS和B OD浓度大致有数，MLSS与MLVSS的比值也大致差不多，但结合各地的实际情况来看，城市污水一般包含50%甚至更多的工业废水，因而污水水质差别很大，有的SS、BOD值高达300～400 mg/L，有的则低到不足100 mg/L，有的污水SS/BOD值高达2以上，有的SS值比BOD值还低。污泥负荷是以MLSS为基础的，其中有多大比例的有机物反映不出来，对于相同规模、相同工艺、相同进水BOD浓度的两个厂，按污泥负荷法计算曝气池容积是相同的，但当SS/BOD值差异很大时，MLVSS也相差很大，实际的生物环境就大不相同，处理效果也就明显不同了。 综上所述，污泥负荷法有待改进。因此，国际水质污染与控制协会(IAWQ)组织各国专家，于1986年首次推出活性污泥一号模型(简称ASM1)［3］，1995年又推出了活性污泥二号模型(简称ASM2)［4、5］。 2数学模型法

数学模型在污水处理厂中的应用

数学模型在污水处理厂中的应用 发帖人: bluesnail 点击率: 487 郝二成，常江，周军，甘一萍 （北京城市排水集团有限责任公司，北京 100063） 摘要：综述了数学模型的发展历史，以及它在国内外污水处理厂中的应用情况，并对模型应用的问题和前景进行了分析。 关键词：数学模型；模拟；污水处理厂 模拟是污水处理设计和运行控制的本质部分，数学模型的核心是从反应机理出发，在一定条件下，在时间和空间范围内模拟、预测污水处理的实际过程。数学模型的应用可以大大减少我们的实验工作量，不仅提高了工作效率，而且节省了大量人 力、物力和财力。 在发达国家，应用数学模型从事污水处理工艺开发、设计及实现污水处理厂运行管理的精确控制，已相当普遍，而我国 在这一方面尚处于起步阶段，扩展的空间很大。 1 数学模型的发展 活性污泥法是废水生物处理中应用最广泛的方法之一。起初对活性污泥过程的设计和运行管理主要依靠经验数据，自20世纪50年代后期，Eckenfelder等人基于反应器理论和生物化学理论提出活性污泥法静态模型以来，动态模型研究不断发展，已 成为国际废水生物处理领域的研究热点。 传统静态模型以20世纪50 ~ 70年代推出的Eckenfelder、Mckinney、Lawrence-McCarty模型为代表，这些模型所采用的是生长－衰减机理。传统静态模型因为具有形式简单、变量可直接测定、动力学参数测定和方程求解较方便，得出的稳态结果基本满足工艺设计要求等优点，曾得到广泛应用。然而，长期实际应用也表明，这种基于平衡态的模型丢失了大量不同平衡生长状态间的瞬变过程信息，忽视了一些重要的动态现象，应用到具有典型时变特性的活性污泥工艺系统时，存在许多问题：无法解释有机物的“快速去除”现象；不能很好的预测基质浓度增大时微生物增长速度变化的滞后，要突破这些局限，必须建 立动态模型。 污水生物处理的动态模型主要包括Andrews模型、WRC模型、BioWin模型、UCT（University of Cape Town）模型、活性污泥数学模型、生物膜模型和厌氧消化模型等，其中以活性污泥数学模型研究进展最快，应用也最广。1983年，IAWQ（国际水质协会）成立了一个任务小组，以加快污水生物处理系统的设计和管理实用模型的发展和应用。首要任务是测评现有的模型，

污水处理厂实习报告

1 实习目的 众所周知，生产实习是学生大学学习很重要的实践环节，实习是每一个大学毕业生必的必修课，它不仅让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,还使我们开阔了视野、增长了见识，为我们以后更好把所学的知识运用到实际工作中打下坚实的基础。通过生产实习使我更深入地接触专业知识，进一步了解环境保护工作的实际，了解环境治理过程中存在的问题和理论和实际相冲突的难点问题。并通过撰写实习报告，使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决专业问题的能力。 通过这次实习我们将平常课堂所学的东西与实际相结合。从实习过程中了解到了理论实习与实际操作之间的差距。也明白了如何运用理论知识来解决生产过程中的出现的问题。 2 实习时间 2011年6月13日到2011年7月1日 3 实习地点 西宁市第一污水处理厂 西宁市第三污水处理厂 4 实习内容安排 2011年6月13日-6月15日在配电室了解相关的专业知识 2011年6月16日-6月20日在化验室学习相关的专业实验操作 2011年6月21日-6月23日在中控室绘制处理厂内构筑物图 2011年6月24日-6月28日在泥区学习相关的污泥处理过程 2011年6月29日-7月1日在水区学习污水处理内污水的处理过程 5 实习小组人员 组长高欣 组员刘芸杜玉芳马英付进南 6 实习内容 6.1 污水处理厂简介 位于西宁湟水河畔团结桥东侧500米处的西宁市第一污水处理厂始建于2000年，建成后主要担负着城中、城东地区的污水处理任务。初次走进西宁市第一污水处理厂，厂区内绿树成阴、池鱼游戏、亭台有致，绿地环绕，花草遍地，要不是偶尔闻到污水的刺鼻腐臭味，还以为自己置身于公园之中 作为青藏高原最大的现代化城市污水处理厂，西宁市第一污水处理厂的建成，不仅填补了青海省没有大型污水处理厂的空白，而且结束了西宁市城市生活污水直接排入河流的历史。2002年7月16日，占地8.9公顷、总投资1.69亿元、日处理城市生活污水8.5万吨的西宁市第一污水处理厂正式投入运行。到2005年的短短3年中，该厂污水处理能力由初建时的2万吨/日提升至8.5万吨/日，顺利实现了市政府提出的“三步走”规划。三年内完成达标达产工作目标的跨越式发展，大大增强了西宁市城市污水处理能力，对改善西宁市区域水环境质量发挥了重大作用。截至今年9月底，该厂已累计处理城市生活污水9840万吨，平均达标排放率为94.3%，污水处理量占全市日供水量的42.3%。 西宁市第三污水处理厂是西宁市兴建的第四座污水处理厂，经过两年建设，土建工程已全部完工，于8月底投入试生产，水质达到城镇污水处理厂污染物排放中的一级标准。目前，西宁市排水公司和西宁鹏鹞污水处理有限公司就西宁市第三污水处理厂委托运营达成协议。

污水处理和渔业持续收获的数学建模

污水处理和渔业持续收获的数学建模 关于污水处理的数学建模 摘要 因为全球经济的日益增长中国经济也随之快速发展，经济发展的越快，就不可避免的破坏更多的自然环境，所以环保问题已经成为一个不容忽视的问题，而与每个居民的日常生活密切相关的就是水资源问题，因此对于污水处理这一特殊的问题我们在解决时就应该本着高效的原则去实施，在这个污水处理问题中，我们先建立了一般情况下的模型，然后将该模型应用到实际问题中从而解决了实际问题。在模型的建立中我们要考虑工厂的净化能力，江水的自净能力，在保证江水经这一系列的处理后在到达下一个居民点后要达到国家标准，还要花费最少，对该问题进行全面的分析后可知这是一个运筹学方面关于线性规划的最优解问题，在该模型的建立中我们针对江水污水浓度在每个居民点之前小于国家标准这一条件对其建立线性约束条件，然后综合考虑费用最小，在结合三个处理厂各自的情况后关于费用抽象数模型的目标函数，，然后应用LINDO软件求解该问题得到当三个处理厂排出的污水浓度分别为40 mg/l，20 mg/l，50 mg/l时，此时我们得到使江面上所有地段的水污染达到国家标准,最少需要花费费用为500万元。当从三个处理厂出来的污水浓度分别为 62.222225mg/l，60mg/l，50mg/l,时，此时如果只要求三个居民点上游的水污染达到国家标准最少需要花费费用为188.8889万元。 问题的提出 设上游江水流量为1000（12 10L/min），污水浓度为0.8（mg/L），3个工

厂的污水流量均为5（12 10L/min），污水浓度（从上游到下游排列）分别为 100，60，50（mg/L），处理系数均为1（万元/（（12 10L/min）×（mg/L））），3个工厂之间的两段江面的自净系数（从上游到下游）分别为0.9和0.6。国家标准规定水的污染浓度不超过1（mg/L）。 （1）为了使江面上所有地段的水污染达到国家标准，最少需要花费多少费用？ (2) 如果只要求3个居民点上游的水污染达到国家标准，最少需要花费多 少费用？ 问题的分析 通过对该污水处理所花费用最少问题的分析，我们可知在此问题中有多个污水浓度，江水的原始污水浓度，工厂排出的污水浓度，处理厂排出的污水浓度，以及当处理厂排出污水与江水混合后再经江水自净后的浓度，在这几个浓度中只有经处理厂排出的污水的浓度是未知的，其关系着整个问题，要使总费用最少，江中每段的污水浓度都达到国家标准，江水中污水浓度在到达下一居民点之前须达到国家标准1（mg/l），那么问题的重点就在于对污水浓度的认识。在问题中有三个工厂以及对应的三个污水处理厂，那么这三个污水处理厂各向江中投放的污水浓度就要有一个界值，又因当处理厂将污水排到江中之后污水会随着江水不断向下游移动，因此下游污水的浓度与上游污水的浓度是紧密相关的，即江面中每段污水的浓度都是有联系的，在模型的建立过程中我们就要考虑应用递推的方法进行相邻两端之间污水浓度的联系，在问题的求解中因所花费用都是用来对污水的处理，因此对个处理厂排出的污水浓度的确定就显得至关重要，只有确

污水处理厂及实验室活性污泥培养方法

污水处理厂及实验室活性污泥培养方法 一、污水处理厂活性污泥培养方法 污水处理厂建成以后，要进行单机试车和清水联动试车，如无问题，就应进行活性污泥培养，使处理厂尽早发挥污水处理功能。另外，曝气池泄空检修完毕之后，也有一个活性污泥培养问题。城市污水处理厂的污泥培养问题一般较简单，但当工业废水含量非常高时，会有一些困难，应视具体情况进行专门的污泥驯化。这里仅介绍城市污水处理厂污泥培养的一般方法及程序。 1．培养方法及种类 活性污泥从无到有，从不正常到正常的培养过程，有很多途径可以实现，因而也就有很多培养方法。对于一般城市污水来说，采用任一方法都可将活性污泥培养正常，但不同的方法所要求的培养时间不同，操作量及培养费用也不同。实践中，应根据处理广的具体情况，选择一种方法培养或几种方法并用。 1)间歇培养。将曝气池注满水，然后停止进水，开始曝气。只曝气而不进水称为“闷曝”。闷曝2～3d后，停止曝气，静沉1h，然后进入部分新鲜污水，这部分污水约占池容的1／5即可。以后循环进行闷曝、静沉和进水三个过程，但每次进水量应比上次有所增加，每次闷曝时间应比上次缩短，即进水次数增加。当污水的温度为15～20℃时，采用该种方法，经过15d左右即可使曝气池中的MLSS超过l 000mg/L。此时可停止闷曝，连续进水连续曝气，并开始污泥回流。最初的回流比不要太大，可取25％，随着MLSS的升高，逐渐将回流

比增至设计值。 2)低负荷连续培养。将曝气池注满污水，停止进水，闷曝1d。然后连续进水连续曝气，进水量控制在设计水量的1／2或更低。待污泥絮体出现时，开始回流，取回流比25％。至MLSS超过1 000mg／L 时，开始按设计流量进水，MLSS至设计值时，开始以设计回流比回流，并开始排放剩余污泥。 3)满负荷连续培养。将曝气池注满污水，停止进水，闷曝一天。然后按设计流量连续进水，连续曝气，待污泥絮体形成后，开始回流，MLSS至设计值时，开始排放剩余污泥。 4)接种培养。将曝气池注满污水，然后大量投入其它处理厂的正常污泥，开始满负荷连续培养。该种方法能大大缩短污泥培养时间，但受实际情况例如其它处理厂离该厂的距离、运输工具等的制约。该法一般仅适于小处理厂，大型处理厂需要的接种量非常大，运输费用高，经济上不合算。在同一处理厂内，当一个系列或一条池子的污泥培养正常以后，可以大量为其它系列接种，从而缩短全厂总的污泥培养时间。 2．污泥培养的其它问题 1)为提高培养速度，缩短培养时间，应在进水中增加营养。小型处理厂可投入足量的粪便，大型处理厂可让污水跨越初沉池，直接进入曝气池。 2)温度对培养速度影响很大。温度越高，培养越快，因此，污水处理厂一般应避免在冬季培养污泥，但实际中也应视具体情况。如污

城市污水处理厂调试方案(活性污泥法)知识讲解

目录 第一部分启动—污泥的驯化和培养 (1) 第二部分运行—运行工艺指标的控制 (3) 第三部分运行中异常问题的处理 (5) 第四部分停运参考方案 (15)

第一部分启动—污泥的驯化和培养 一、调试启动基本流程 系统启动主要分3个阶段 闷曝培养→连续进水驯化→稳定进水试运行 具体操作方案如下： 1、投加菌种 将曝气池注满有机废水（或用清水混合桔水至COD>300mg/L），按曝气池蓄水量的0.5%~0.8%向曝气池中投加脱水活性污泥,尽量在2天内投加完毕。 2、培菌步骤 当有菌种进入曝气池时，无论菌种是否投加完毕，必须立即开始培菌步骤。 （1）闷曝：所有曝气机的搅拌都开启，各转角的曝气机风机开启，剩余风机暂不开。根据自控仪表显示的溶解氧变化调整曝气机风机的开停数量使溶解氧保持在 1.5~2.5mg/L之间。在污泥量少，供氧有富余时闷曝3~5小时后进入静沉步骤。 （2）静沉：将所有曝气机停止0.5~1小时。需要注意的是开始静沉前，应将溶解氧提高到2.5~3mg/L之间。 （3）间歇补充废水：按（1）→（2）→（1）的顺序不断反复上述步骤，当监测到的COD 值较最初降低了50%时，向曝气池补充设计处理量50%的有机废水。以前2次进水时间间隔为基准安排进水时间，并且每天将此间隔缩短1半。 （4）完成培菌：经过5-7天的培养，曝气池污泥浓度（MLSS）达到1500mg/L左右时，可以进入驯化步骤。 3、驯化步骤： 按设计处理量的30%左右连续进水，溶解氧控制在1.5—3mg/L之间，在系统正常运行前提下每天按现有处理量的10%递增进水，直到达到设计处理量。 4、试运行：控制方法参看运行管理相关章节

活性污泥法动力学模型的研究进展

活性污泥法动力学模型的研究进展 [摘要]从模型的机理、功能等方面对活性污泥法动力学的微生物模型、传统静态模型和动态模型进行简要的介绍，并分析比较了各自的优缺点。 [关键词]活性污泥法模型ASM 活性污泥法是废水生物处理中应用最广泛的方法之一。起初对于活性污泥过程的设计和运行管理主要依靠经验数据，自20世纪50年代后期，Eckenfelder 等人基于反应器理论和生物化学理论提出活性污泥法静态模型以来，动态模型研究不断发展，已成为国际废水生物处理领域的研究热点。但我国在该领域的研究尚处于起步阶段，与国际先进水平还存在很大差距。 1微生物模型 1942年，Monod发现均衡生长的细菌的生长曲线与活性酶催化的生化反应曲线类似，1949年发表了在静态反应器中经过系统研究得出的Monod模型[1]：Monod模型实质上是一个经验式，是在单一微生物对单一基质、微生物处 于平衡生长状态且无毒性存在的条件下得出的结论。Monod模型的提出使废水生物处理的设计和运行更加理论化和系统化，提高了人们对废水生物处理机理的认识，进一步促进了生物处理设计理论的发展。由于微生物模型描述的是微生物生长和限制微生物生长的基质浓度之间的关系，它是活性污泥法数学模型的理论基础。微生物模型的不断发展和计算机技术的普及同时也推动了活性污泥数学模型研究的日趋深入。 2传统静态模型 传统静态模型主要有20世纪50-70年代推出的Eckenfelder、Mckinney和Lawrence-McCarty模型，这些模型所采用的是生长-衰减机理[2]。 2.1Eckenfelder模型 该模型提出当微生物处于生长率上升阶段时，基质浓度高，微生物生长速度与基质浓度无关，呈零级反应；当微生物处于生长率下降阶段时，微生物生长主要受食料不足的限制，微生物的增长与基质的降解遵循一级反应关系；当微生物处于内源代谢阶段时，微生物进行自身氧化。 2.2McKinney模型 该模型忽略了微生物浓度对基质去除速度的影响，认为在活性污泥反应器内，微生物浓度与底物浓度相比，属低基质浓度，微生物处于生长率下降阶段，代谢过程为基质浓度所控制，遵循一级反应动力学。并首次提出活性物质的概念，

污水处理中关于活性污泥的浅谈

【格林课堂】 一直以自己是环境工程专业的自称，但是从来没有在公司的网站上投稿过什么专业类的文章，说起来比较惭愧。主要是觉得自己才学疏浅，实在不敢在公司的这种对所有人公开的网站上面班门弄斧。但是最近看了伟大的数学家华罗庚的一篇文章后觉得班门弄斧才能有助于自身的提高，同时也希望借此能够加强与各位资深的前辈们交流工艺技术方面的东西。当然，这篇文章是比较初级的东西，写的是一些比较基本的入门的知识，如果你系统的学过但是理解不够深刻那么我希望你看完这篇文章后能够让你对水处理有一个重新的系统理解，如果你已经对水处理方面有一套自己独特的理解的话也希望你看完后能提出意见以供我学习，让我改进。 我个人研究比较多的方向是生物处理，对于水处理这个专业而言，生物处理也算比较核心的一块吧。所以我们就来简单的谈谈生物处理吧。 说起水处理，不得不说最初的发现过程，让我们先来对“活性污泥”进行一个简单的认识吧。将经过沉淀处理后的生活污水注入沉淀管（或者适宜的器皿）中，然后注入空气对污水加以曝气，并使生活污水保持下列条件;水温在20℃左右，水中溶解氧值介于1—3mg/L。pH在6—8之间，每日保留沉淀物，更换部分污水，注入经过沉淀处理后的新鲜生活污水，这样的操作持续一段时间（10天到2周）后，在污水中形成一种呈黄褐色絮凝体状的群体，这种絮凝体易于沉降与水分离，污水已得到净化处理，水质澄清，这种絮凝体是由大量繁殖的以细菌为主体的微生物所构成，是一种生物性污泥，它就是“活性污泥”。希望各位看完这篇文章后能想想这个过程是什么。留一个问题作为悬念，接下来就开始我们的正式话题。生物处理篇： 活性污泥M的组成分为四个部分，具有代谢功能活性的微生物群体Ma、微生物内源代谢自身氧化的残留物Me、由原水挟入附着的难降解的有机物Mi、由原水挟入附着的生物表面的无机物Mii。 即 M=Ma+Me+Mi+Mii。 活性污泥的主体组成部分是具有活性的微生物。接下来整个活性污泥系统我都将围绕微生物来讨论。 微生物的组成：其中包括细菌，原生动物后生动物等等。当然这其中组成主体部分是细菌，细菌的种类比较多，主要类型有假单胞菌属、分枝杆菌属、芽孢杆菌属等等。原生动物和后生动物也会出现，他们主要是吞噬细菌进一步净化水质。所以原生动物的出现是衡量一个生物反应器内处理水水质的一个指标，随着混合液中的水质的改善而改变。当混合液的水质欠佳时，出现肉足虫类，如根足变形虫。混合液水质进一步改善后便开始出现游泳性纤毛虫，如草履虫。当活性污泥菌胶团达到稳定成熟时，此时出现以固着型纤毛虫为主的原生动物如钟虫等。根据这个，我们可以对原生动物进行镜检，这是判断评价处理水质优异和活性污泥质量的一个重要手

废水处理生物模型概述

安徽建筑大学 废水处理生物模型论文 专业：xx级市政工程 学生姓名：xxxx 学号：xxxxx 课题：废水处理生物模型概述 指导教师:xxx xx年xx月xx日

废水处理生物模型概述 xx （安徽建筑大学环境与能源工程学院，合肥，230022） 摘要：废水处理生物模型在污水处理厂的设计、运行控制和工艺优化等方面发挥着日益重要的作用,目前已成为了污水处理领域的研究焦点。本文综述了废水处理生物模型的研究和发展过程，并重点介绍IWA模型和神经网络法的特点及其在国内外的研究现状，阐述了国际水协会(IWA)推出的活性污泥1号、2号、2D 号、3号模型(ASM1、ASM2、ASM2D、ASM3)各自的特点和使用限制条件;介绍了几种基于ASM系列的新模型。最后对模型的研究和应用进行了展望,有待从完善模型机理,模型模块化,混合模型等方面进一步的研究生物模型。 关键字：生物模型；ASM；神经网络；活性污泥 1 引言 如何提高污水处理效率和过程优化控制策略是国内外污水处理研究领域普遍关注的问题。污水处理过程具有时变性、非线性和复杂性等鲜明特征,这使得污水处理系统的运行和控制极为复杂。此类困扰可以通过数学模型方法进行解决，特别是在当今计算技术发展迅猛的前提下，通过模拟计算以实现不同工况条件下、不同设计方案的对照比较，或模拟预测未来短时内的运行状况以便及时调整运行策略。在我国当前水环境形势下，开展污水处理过程数学模型方法研究,即具有重要的理论价值，也有紧迫的现实需要。 2 数学模型概述 2.1废水处理生物模型的发展 20世纪50年代以来,国外一些学者把反映生化过程机理的微生物生长动力学引入污水处理领域[1]。20世纪80年代末,国际水协会(IWA)提出的活性污泥1号模型(ASM1)，取得了很大的成功,是早期较为,完善的污水处理数学模型研究之一。通过模拟计算,使污水处理的设计和运行更加理论化和系统化,提高了人们对污水生物处理过程的认识,不仅节省了大量的经济成本,而且提高了污水处理相关工作的质量和效率。随着时间推移,各式各样的污水处理数学模型不断出现,并且被应用于满足不同的研究和工程目的。与国外发达国家相比,我国的污水处理数学模型研究和应用稍显落后,但近年来发展十分迅速。我国较早的污水处理模型研究可以追溯到20世纪50年代采用美国大学Clemson开发的简化ASM1模拟软件SSSP对北京北小河污水处理厂运行进行了稳态模拟[2]。进入世纪以来,随着我国经济的迅速发展,水环境问题日显突出,环境法规对污水排放标准也逐渐严格,如何最低成本地提高污水处理效率、实现达标排放成为亟待解决的问题。 2.2 ASM系列的三套模型 国际水质协会(IWA)总结了以前的研究成果,对组分的划分和测定、过程的定义以及模型的表达方式等方面作了进一步的改进,于1987、1995、1999年先后推出了ASM系列的三套模型[3]。 1)ASM 1活性污泥1号模型 (ASM 1)采用了死亡-再生机理,体现了对代谢残余物的再利用。模型综合了活性污泥系统中碳氧化、硝化、反硝化的三个过程,全面体现了活性污泥系统的主要功能,成为活性污泥过程模型研究和相关模拟软件开发的基础。模型对反应组分和过程进行了细致的划分,包括13种组分, 8个反应过程, 14个动力学参数和5个化学计量系数,在表述上采用矩阵的形式[4],可以表达更多的信息,使模型更加直观,易于理解,便于计算机模拟计算。