活性污泥法污水处理过程仿真及仿真界面设计
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：SKs 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)(=++-+dtdS VSe Q R Q Se Q R Q So （2） 整理后，得dtdS V Se So Q -=-)( （3） 于是有SKs S V Xt Se So XV Se So Q +=-=-max )( （4） 而M F XtSe 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max11max 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max1V ，可分别求得max V 、Ks 。
又因为在低底物浓度条件下，Se<<Ks ，所以有Se K KsSe V Se Ks Se V dt dS ==+=-max max （6） 即 K S e XtSe So =- （7） 以Se 为横坐标，Xt Se So -（污泥负荷）为纵坐标，可求得直线斜率K 。
活性污泥水处理模糊控制系统设计及仿真
４ ）进水 生 物 量 为零 ， 全 沉 淀 后 的 生 物 量 为 完
零；
５ ）有机 底物 的饱 和常数 Ｋｓ Ｓ ； 《 ６ ）只研 究系统 的硝化 反应 ．
在 以上 的假设 条件 下 ， 可得 活 性 污泥污 水处 理 系统 的状态 方 程如 下
＊ 收稿 日期 ：０ ７０— ３ ２ ０ —７１
高度非 线性 与模 糊性 、 进水 水质水 量 变化 引起 的过
Ｘ （）一 Ａ （ ） （ ） Ｂ （ “ ￡ ￡ Ｘ ￡＋ ） （）＋ ｑ Ｙ（ ）一 Ｃ（ Ｘ （） ￡ ） ￡
程不稳 定 、 确定 的动 力 学 模 型 、 乏 可 靠 的实 时 不 缺 监 测仪 器 、 复杂 的任 务 要 求 等 特性 ， 以 其 自动 控 所 制效果 并不 理想 ， 适 合 采 用 智 能控 制 方 法 ． 为 但 作
５２ ５
西
安
工
业
大
学
学
报
第 ２ 卷 ７
下：
Ｈ
一
，
Ｅ Ｊ～ ］ ８ ２
－ １
，ｌ ］ ｌ ｆ
Ｕ Ｅ Ｈ
ＮＨ
Ｅ ｒ３ ｐ －…
Ｈ
（ １一 ｊ ｌ ）一 ７，ｌ 忌 ２ ＿ ｙ ￣ｘ＿ ＇ ｙ Ｃ ｄ
７ Ｈ ］ ＹＮ
Ｅ
，
］
一Байду номын сангаас
一
ｕ
Ｎ Ｈ
Ｂ（）一 ［ ］； ００１ ｃ（）一 ［ ］ 一 ００１ ；
Ｖ
为平 均
扰动 ； ￡ 是 系统输 入量 ， １ ￡ ，２ ￡ ， ３ ￡ 三 Ｘ（） 由ｚ （） ｚ （） ｚ （） 个 量 组 成 ； ￡ 系 统 输 出量 ； ￡ 微 生 物 的 ｙ（）是 ． （）为 ２ ７ 浓 度 ； ￡ ． （）为底 物浓度 ； 。 ￡ 为氧 的浓 度 ； 流 ２ ７ ｚ （） Ｑ为 人 量 ； 为反应 器 体积 ； 流 人 污水 中有 机 物 浓 Ｓ为 度 ； 为 内生 的迟 滞 系 数 ； Ｃ为 二 沉 池 浓 度 因子 ； Ｑ 为 污质 的流 量 ； 为 联 系有 机 物 与需 氧 量 的一 ｗ ７ ７ 个 因子 ； 为 消耗 因子 ； Ｎ 为 观 察 到 的 生 长 系 Ｙｎ 数； 为对 溶 解氧设 置 的冲量 系数 ； 打氧量 ． “为 根 据污水 处 理厂 的实 际情 况 ， 状态 方程 中 的参
城市生活污水吸附-再生活性污泥法处理工艺设计
城市生活污水吸附-再生活性污泥法处理工艺设计牟红红辽宁工程技术大学资环系,辽宁阜新（123000）E-mail ：muhonghong127@摘要摘要:::本文采用了吸附—再生活性污泥处理法对某城市污水处理厂的污水进行处理。
通过适 当延长曝气时间使吸附的有机物进行彻底的氧化分解，使污泥活性增强；采用了适当的格栅 和进池堰口对水质水量进行调节；同时该构筑物的处理水量不大，本设计采用了并联多个处 理生物池进行处理。
关键词：活性污泥；并联；污水处理 关键词：活性污泥；并联；污水处理 中图分类号：X5 中图分类号：X5X51引言自改革开放以来，随着经济的发展，城市化进程的加快，群众生活水平的提高，城市生 活污水排放量也不断地增加，对环境污染将愈加严重，到了非治理不可的地步。
对城市生活污水目前主要采用两种处理方式：即建立城市生活污水处理厂和由“城镇 沼气化粪池”沼气化处理。
污水处理厂对污水分三级处理。
一级是初步处理，主要采取过滤，沉淀等机械方法以去 除污水中悬浮物或胶状物质，并中和酸碱度。
经一级处理后，通常达不到有关排放标准要求。
二级处理主要是采取生物处理方法，用以去除溶解性有机物，可达到去除90%~95%的被生物 分解的有机物，除去90%~95%的悬浮物。
污水经过二级处理后，大部分可以达到排放标准。
三级处理则是将二级处理后的污水，进一步采取物理化、化学方法去除可溶性有机物、难以 生物降解的有机物、矿物质、病原体、氮磷和其它物质。
通过三级处理后的废水可以达到工 业用水要求，理想情况下可接近生活用水的标准[1]。
2概述2.1基本资料污水水质：COD CR≤ 350mg/L,BOD 5≤ 150mg/L,SS160mg/L≤处理要求：污水经二级处理后应达到污水综合排放二级标准：COD CR≤ 120mg/L,BOD 5≤ 30mg/L,SS30mg/L≤气象和水文资料： 风向：多年主导风向为北风。
气温：最冷月平均为-3.5℃。
污水处理设施的仿真建模与优化设计
限制设计方案的因素，如技术、环境、资源等限制条件。
优化设计在污水处理中的应用
01
污水处理工艺流程优化
通过对污水处理流程的各个环节进行优化，提高处理效率、降低能耗和
成本。
02
污水处理设施布局优化
通过对设施的布局进行合理规划，降低设施之间的相互影响，提高处理
效果。
03
污水处理参数优化
通过对处理过程中涉及的参数进行优化，如反应时间、反应温度、pH
关联性
仿真建模是优化设计的基础和工 具，优化设计是仿真建模的目标 和应用。
基于仿真建模的优化设计流程
建立模型
根据污水处理设施的实际运行情况和 设计要求，建立相应的数学模型和计 算机模型。
模型验证
通过实验数据或实际运行数据验证模 型的准确性和可靠性。
参数优化
根据优化目标，调整设施的设计参数 和运行条件，进行多方案比较和选择 。
2
随着城市化进程的加速和工业生产的快速发展， 污水处理设施面临着越来越大的压力和挑战。
3
传统的污水处理设施设计方法存在一定的局限性 和不足，难以满足现代污水处理的需求。
研究目的和意义
研究目的
通过仿真建模与优化设计，提高污水 处理设施的处理效率、降低能耗和减 少环境污染。
研究意义
为污水处理设施的设计、建设和运营 提供科学依据和技术支持，推动城市 基础设施的可持续发展。
03
优化设计是提高污水处理设施 性能的关键，通过仿真建模可 以发现潜在问题，提出针对性 的改进措施。
研究不足与展望
目前研究主要集中在单个污水处理设施的仿真建模和优化设计，未来可拓 展到区域性污水处理系统的整体优化。
现有研究主要关注工艺流程的优化，未来应加强污水处理设施的能源消耗 、碳排放等方面的研究。
传统活性污泥工艺流程仿真的总结与体会
传统活性污泥工艺流程仿真的总结与体会下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!传统活性污泥工艺流程仿真的深度探索与实践体会在环境工程领域，传统活性污泥工艺作为污水处理的主要技术之一，其运行效率和效果直接影响到污水处理的成效。
一种活性污泥-沉淀池动态模型及其仿真应用
! # $ 和 式 ! & $ 实 现 了 对 活 性 污 泥 法 两 步 硝 化 !反
硝化过程的描述能力&
. 1B=_ .2
3
#B=_+
4= 5B=_"=#
64
+
=
4 CJ& 5B=_"CJ& 64
CJ&
+
4 B2g 5C"B2g 64
+
B2g
1B=_
78B=_+
4 5J"=#
=
64
+
=
1B=_
!
者进行耦合"建立了一个新的活性污泥 !沉淀池动 态
模型& 为研究该模型对污水生物处理过程的模拟能
力"基于 57UN7[ 1L8/FN89Z 进行了某虚拟 B=系统的仿
真模拟研究& 结果表明"所建模型能正确反映污水生
物处理工艺过程中各状态变量随操作变量的变化关
系"能相对真实反 映 污 水 生 物 处 理 过 程 的 时 变 性 ’ 非
环$境$工$程
;#
Q9W8RM9/P9U7NQ9089PPR890
表 FC双指数模型 !"沉降速率参数
&:6J=F C #:9:R=8=97@P!" MNA@L6J==OU@N=N8M:JR@A=J
参数
推荐值
单位
=u’
#,’ 1#&
/1A
=’
&*& 1#&
/1A
,E
’%’’’,*(
/; 10
,F
’%’’#3(
活性污泥法处理污水的工艺流程
活性污泥法处理污水的工艺流程活性污泥法是一种常用的污水处理方法，适用于处理高浓度有机物的工业废水和城市污水。
其工艺流程主要包括预处理、曝气池、二沉池、回流池、污泥浓缩等步骤。
首先是预处理阶段，污水经过格栅除杂器进行初步的固体物和大颗粒物的筛除，随后进入沉砂池，通过重力沉降将污水中的沙土和颗粒物进一步去除，净化水质。
然后是曝气池阶段。
污水从预处理后进入曝气池，曝气池内投加一定量的活性污泥，活性污泥中的微生物利用有机物进行生长和繁殖，完成有机物的降解过程。
同时，曝气池内通过曝气装置注入空气，提供氧气供微生物呼吸和有机物降解需要的气体，促进微生物代谢活动。
接下来是二沉池阶段。
曝气池中的混合液经过一定时间的停留，微生物降解的有机物被固定在活性污泥颗粒表面形成污泥颗粒，受到重力作用迅速沉降到二沉池的底部。
在二沉池内，污泥和污水进行分离，废水从上方流出，而底部沉降的活性污泥再次回流到曝气池，为下一轮降解提供新的微生物。
然后是回流池阶段。
回流池位于活性污泥法污水处理系统的中间位置，污泥从二沉池中抽取一部分经过处理后回流到曝气池中。
回流池起到稳定活性污泥浓度的作用，同时也可以通过调整回流比例控制曝气池中的活性污泥负荷，保持污水处理系统的平稳运行。
最后是污泥浓缩阶段。
随着废水处理过程中活性污泥的不断积累，废水中的有机物不断被降解，形成大量的污泥。
污泥浓缩是为了使回流的活性污泥浓度适中，防止浓度过高影响废水处理效果。
污泥浓缩可以采用压滤、浓缩污泥泵等方式进行。
总之，活性污泥法是一种高效的污水处理工艺，通过多个阶段的处理和调节，可以有效去除污水中的有机物和颗粒物，提高水质，减少环境污染。
在实际应用中，还可以根据不同的废水特性和处理要求进行工艺优化和改进，以达到更好的处理效果。
活性污泥法实验
活性污泥实验、、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。
、、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：（1）SKs S V dt dS+=-max 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：（2）0)(=++-+dtdSV Se Q R Q Se Q R Q So 整理后，得（3）dtdSV Se So Q -=-)(于是有（4）S Ks SV Xt Se So XV Se So Q +=-=-max )(而，F/M 为污泥负荷。
M F XtSeSo XV Se So Q /)(=-=-完全混合曝气池中S=Se ，所以（4）式整理后可得（5）max11max V Se V Ks Se So t X +=-（5）式为一条直线方程，以为横坐标，（污泥负荷）为纵坐标，直线的斜Se 1XtSe So -率为，截距为，可分别求得、Ks 。
max V Ks max1V max V 又因为在低底物浓度条件下，Se<<Ks ，所以有（6）Se K KsSeV Se Ks Se V dt dS ==+=-max max即（7）KSe XtSeSo =-以Se 为横坐标，（污泥负荷）为纵坐标，可求得直线斜率K 。
活性污泥法处理污水的工艺流程
活性污泥法处理污水的工艺流程
《活性污泥法处理污水的工艺流程》
活性污泥法是一种常用的污水处理方法，它通过利用微生物对有机废水进行降解和去除有机物质，从而达到净化水质的目的。
下面将介绍活性污泥法处理污水的工艺流程。
首先，污水经过预处理后，进入进流水箱，经由增氧设备进行氧化还原作用，使水中的有机物质氧化成无机物质。
然后，将污水引入曝气池中，并加入活性污泥，通过曝气设备对污水进行氧化处理，使废水中的有机物质得到降解，同时活性污泥中的微生物被氧气搅拌扩散，增加微生物与有机物质接触的机会。
接着，将含有微生物的活性污泥和处理后的污水一起进入沉淀池中，由于活性污泥附着在废水中悬浮物的表面，其密度大于水，因此可以通过重力沉降将污水中的固体颗粒物和活性污泥分离出来，从而达到净化水质的目的。
经过沉降后的清水被排放出去，而沉淀下的活性污泥则返回至曝气池中，继续参与下一轮的污水处理。
最后，通过对处理后的水质进行监测和调节，确保排放出的水质符合国家相关的废水排放标准。
综上所述，活性污泥法处理污水的工艺流程主要包括进流水箱预处理、曝气池中的氧化处理、沉淀池的分离及清水排放等过程，通过这些步骤能够有效去除污水中的有机物质和悬浮物，使废水得到有效处理和净化。
活性污泥法处理生活污水实验(实验方案)(共9页)
实验(shíyàn)一：活性污泥的培养驯化1. 实验(shíyàn)目的：(1)了解(liǎojiě)SBR 工艺原理。
(2)掌握活性污泥的培养、驯化(挂膜)过程；2. 实验原理：活性污泥是由具有活性的微生物、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上的不能被微生物降解的有机物组成。
其中微生物是活性污泥的主要组成部份。
一个生化系统的运行,必须要有活性污泥及与之相适应的生物相。
活性污泥的培养、驯化, 就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件, 即营养物质、溶解氧、适宜的温度和酸碱度等, 在这种情况下, 经过一段时间就会有活性污泥形成, 并且在数量上逐渐增长, 并最后达到处理废水所需的污泥浓度。
3．实验设备与材料(1) SBR 模型，普通活性污泥处理生活污水模型(2)活性污泥(取自污水处理厂)(3)生活废水(人工摹拟配制)(4) 100mL 量筒4. 实验步骤第 1 天，投加 30%活性污泥及生活污水，SBR、普通活性污泥处理生活污水模型内循环运转。
第 3 天，换水，增加污泥及污水量至50%。
第 5 天，换水，增加污泥及污水量至70%。
第 7 天，换水，增加污泥及污水量至 100%。
每天观察活性污泥生长状况。
5.实验观察与数据整理。
每天记录：SBR、普通活性污泥处理生活污水模型内的活性污泥生长状况(每天测量SV30，方法见实验二，观察污泥量)。
6.结果分析对 2 种类型工艺的污泥驯化过程进行讨论分析。
实验二：活性污泥性质测定实验1. 实验(shíyàn)目的：(1)了解(liǎojiě)活性污泥的培养、驯化完成的污泥性状；(2)加深对 SBR、普通活性污泥处理生活污水(wū shuǐ)模型等工艺活性污泥性能的理解；(3)掌握常规污泥性质(SV30、MLSS、SVI)的测定方法。
2. 实验原理：活性污泥是人工培养的生物絮凝体，它是由好氧微生物及其吸附的有机物组成的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
0. 229 SA LK /m ol% m - 1 4. 4549
通过 CSTR的仿真运行获得各个状态变量的积分初 值方法, 本文通过这种方法计算得到积分初值, 如表 1所示。在获得积分初值后, 按照图 4所 示的流程 进行模型的仿真。
表1
通过 CSTR 稳态仿真得到的仿真模型积分初值
组分
初值 稳态解
SI
SS
XI
XS
XBH
XBA
XP
SO
SN O
SN H
SND
XN D
供的参考值, 可以看出本文仿真得到的数据与基准 了模型具有较快的仿真速度。
值十分接近, 因此说明本文建立的仿真模型在静态
表2
静态仿 真 200d的出水数据 - 生物反应器
组分
输入值 基准值 仿真值
SI
SS
XI
XS
XBH
XBA
XP
SO
SN O
SN H
SND
XN D
SA LK
/ g% m - 3 / g% m - 3 / g% m - 3 / g% m - 3 / g% m - 3 / g% m- 3 / g% m- 3 / g% m- 3 /g% m- 3 /g% m- 3 / g% m - 3 / g% m - 3 /m ol% m - 3
202 28. 17
10
0
240
0
31. 6 6. 95 10. 6
7
30
12. 38 1574
184 260. 4 192. 6
70
2
39. 2 0. 43 5. 61 10. 3 1. 98
注: 初值为 CSTR 仿真的初始状态值, 稳态解为 CSTR 仿真运行终值, 即各生物反应单元的状态变量初值。
关键词: 活性污泥法; 污水处理; 仿真; 仿真界面
中图分类号: X793
文献标识码: B
文章编号: 1671- 4571( 2010) 06 0138 04
通过对活性污泥法污水处理过程的计算机仿真 模拟, 可以直观的对污水处理过程进行观察和分析, 同时能为污水处理控制系统的设计, 污水处理过程 的监控及污水处理工艺的改进等提供有效的辅助, 从而降低处理成本, 节约资源, 因此成为污水生物处 理领域 的研 究热 点问 题之一。在此 方面, 德 国的 S IM BA、英 国 的 STOAT、比 利 时 的 WEST、瑞 士 的 A SIM 等商业化的仿真软件都比较成功 [ 1, 2] , 国内也 有通过 MATLAB和 VC 等工具对活性污泥法污水处 理过程进行仿真研究, 然而自行开发的污水处理仿 真软件却很少 [ 3, 4] 。
活性污泥法污水处理是个复杂、大滞后的非线 性过程, 同时活性污泥法污水处理的工艺也比较多 样化, 因此, 要实现对污水处理过程进行精确、稳定 的仿真, 需要精确的活性污泥数学模型和稳定的仿 真环境。本文基于国际水 质协会 ( IWA ) 提出的活 性污泥 1 号模 型 ( ASM 1) 和仿 真基准 ( BSM 1) , 在 MATLAB /SIMUL INK 仿真环境下, 建立了活性污泥 法污水处理过程仿真模型, 并且设计了活性污泥法 污水处理仿真界面, 提高了仿真模型的实用性。
P aper Sc ience & T echno logy 2010 Vo.l 29 No. 6
活性污泥法污水处理过程仿真及仿真界面设计*
宁 利 沈文浩 龙 周 刘天龙
(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室, 广东 广州, 510640)
摘 要: 基于活性污泥仿真基准 ( BSM 1) , 提出了通过 MATLAB /S IM UL INK 工具建立活性污泥法污水处理 过程仿真
1 污水处理过程仿真模型的建立
为了更好规范对活性污泥法污水处理过程的仿 真, 国际水质协会提出了一个标准的活性污泥 仿 真 基准 : B enchm ark S im ulat ion M ode l No. 1, 简称 BSM 1[ 5] 。 BSM 1详细说 明了活性 污泥法 污水处理
过程的仿真内 容, 并提供 了仿 真参数 和入 水数 据 ( http: / /www. benchm arkww tp. org / ) 。本文 活性 污 泥法污水处理过程仿真使用的参数和入水数据都是 来源于 BSM 1。
物料守恒定律, 对各层进行物料衡算, 就可以得到污 泥浓度随时间变化的表达式。本文采用 T ak cs的双 指数沉淀速度模型来描述沉淀池的运作情况, T ak cs 的双指数沉降速率方程是基于颗粒速度的观点, 适用 于有阻滞和絮凝的沉淀条件。其方程为:
vs ( X ) = m ax{ 0, m in[ v!0, v0 ( e- rh( X- Xm in) ) e ) ] } - rP( X - Xm in)
SA LK
/ g% m - 3 / g% m - 3 / g% m - 3 / g% m - 3 / g% m - 3 / g% m- 3 / g% m- 3 / g% m- 3 /g% m- 3 /g% m- 3 / g% m - 3 / g% m - 3 /m ol% m - 3
30
69. 5
51. 2
活性污泥法污水处理一般经过好氧反应、厌氧 反应和沉降三个过程。根据活性污泥法 1号模型, 好氧反应中包含了 13 个组分和 8个反应过程。其 中 13个组分的浓度由入水数据决定, 8个反应过程 由 14个化学计量参数和 5个动力学参数决定, 并受 到反应器中氧溶度 ( 氧传递系数 K la决定 ) 和反应 器体积的影响。
图 3 活性污泥法污 水处理的仿真 SIM UL INK 模型
139
P aper Sc ience & T echno logy 2010 Vo.l 29 No. 6
1. 3 仿真及仿真结果分析 活性污泥模型对每一个生物反应单元的表达都
有 13个独立的状态变量, 这要求在仿真之前就确定 这些状态变量的积分初值。文献 [ 5] 中提出了一种
6394
表4
动态仿真的晴天出水数据 - 最终出水
组分
SIMU LINK G PS - X FORTRAN
组分
SIMU LINK G PS - X FORTRAN
SI / g% m - 3
30
30
30 SN H / g% m - 3 4. 7449
4. 857122
4. 8
SS / g% m - 3 0. 97332
图 1 好氧反应模块结构图
沉降过程主要发生在二沉池中, 二沉池的设计采 用一维模型, 建立沉淀池一维模型的基本思路是在垂 直方向上将二沉池分割成若干个体元层, 每一体元层 可视为一个 CSTR ( cont inuous st irred tank reactor) , 体 元层内活性污泥浓度相同。每一个体元层必须遵循
13 8
反应过程。厌氧反应过程可以看成一个氧浓度为零 的好氧反应过程。
#造纸科学与技术 ∃ 2010年 第 29卷 第 6期
v0 ∀ 最大理论沉降速度, m / d; v!0∀ 最大实际沉降速度, m / d; vs∀ 沉降速度, m / d。 根据图 1所示的结构图和 T ak cs双指数沉降 速率方程, 通过 C 语言编写 s- function 来实现好氧 反应、厌氧反应、沉降三个过程, 建立仿真模块。 1. 2 仿真模型的建立
模型, 并建立了仿真界面, 为活性污泥法污 水仿真提供了一种简便方法。通过对 BSM 1中污水处理过程的仿真实验
表明, S IMU L INK 建立的仿真 模型具有快速、准确、稳定的特点, 并且仿真模块容易得到修改 并应用到具体 的仿真对
象。因此, 通过此方法可以方便地实现常见的活性污泥法污水处理过程的仿真。
SIMUL INK是 MATLAB 的一 个附加软件产品, 用于任何动态系统的建模、仿真和分析。 SIMUL INK 为建立模型模块和动态操作模块提供了一个图形用 户界面, 通过图形用户界面可以很容易的对线性、非 线性、连续时间的、离散时间的、多变量的系统进行 建模。 S IMUL INK 最大的特点是拥有大量的预定义 模块, 因此用户可以很方便的通过自定义这些模块 或者建立新模块, 扩展 SIMUL INK 的功能。 1. 1 仿真模块的建立
30
69. 5 51. 2 202. 3 28. 17
6. 95 10. 59
7
30
2. 81 1149 82. 1 2552
148
449 0. 004 5. 37 7. 92 1. 22 5. 28 4. 93
30
2. 808 1149 82. 14 2552 148. 4 448. 9 0. 004 5. 37 7. 918 1. 217 5. 285 4. 928
图 4 活性污泥法污 水处理过程仿真流程图
由于篇幅有限, 表 2~ 表 4列出了部分仿真结 入水情况下运行是稳定的。表 4是在国际水质协会
果。表 2、表 3是以国际水质协会提供的静态入水 提供的晴天动态入水数据下仿真 14d的出水数据均
数据 (入水流量和组分浓度不变 ), 进行 200d仿真 值, 通过和文献 [ 5] 提供的其它仿真软件仿真 - 得
表3
静态 仿真 200d的出水数据 - 二沉池
层数
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
基准值
12. 5
18. 1
29. 5
69
356
356
356
356
356
6394
X f / g% m - 3 仿真值
12. 497 18. 113
29. 54
68. 978 356. 07
356. 07 356. 07 356. 07 356. 07