CASS系统模型建立及其生化反应动力学过程调控机制研究
发布时间：2024-01-29 06:19
CASS系统(cyclic activated sludge system,简称CASS)是由美国的Goronazy及其团队开发研制的一种间歇式循环活性污泥污水处理技术,具有不易发生污泥膨胀、基建投资少和操作运行灵活等优点。至今,在国内外已有许多污水处理厂采用CASS系统处理生活污水。然而,在面临突发的进水COD/N变化和日益严格的污水排放标准等问题时,由于CASS系统的设计和运行通常依赖于工程师经验,使该系统无法及时制定有效的运行策略,导致污染物削减效果难以令人满意。因此,本文的研究重点是为CASS系统建立一种有效的数学模型来描述运行参数变更对CASS系统污水处理功能的影响,并提出不同进水COD/N下运行参数的调控方案,为系统的优化运行提供科学的依据,实现改善出水水质的目的。本课题利用响应曲面法确定了不同进水COD/N下小试实验的CASS系统模拟所需的运行参数(有机负荷、污泥龄和温度)。结果显示,在适宜的运行参数组合下,CASS系统运行状态的良好,符合模拟需求。此外,通过实验测试法对不同进水COD/N下CASS系统的缺氧池与好氧池容积比(VRZ)进行了考察,结果发现:VRZ在0
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源和背景
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景
1.2 CASS污水生物处理系统的综述
1.2.1 CASS污水生物处理系统的发展及除污原理
1.2.2 CASS污水生物处理系统的国内外应用现状
1.2.3 CASS污水生物处理系统的优缺点
1.3 活性污泥模型(ASMS)的研究进展
1.3.1 ASM1 的简介
1.3.2 ASM2 的简介
1.3.3 ASM3 的简介
1.3.4 ASMs系列模型的适用性
1.3.5 活性污泥系统内微生物种间竞争机制的研究现状
1.3.6 微生物同时利用和存储基质过程的研究现状
1.3.7 微生物代谢产物的研究现状
1.3.8 ASMs模型的修正与拓展
1.4 课题研究意义及内容
1.4.1 课题研究意义
1.4.2 课题研究内容
1.4.3 课题的技术路线
第2章 实验设备及分析方法
2.1 CASS系统试验装置及工艺流程
2.2 污泥来源与驯化
2.3 CASS系统的试验方案
2.4 模型的模拟策略
2.4.1 模型的程序化平台
2.4.2 模型的建立原则
2.4.3 模型的建立流程
2.4.4 模型的计算
2.4.5 模型的校验
2.4.6 模型的应用
2.5 水质测定方法
2.5.1 常规指标的检测
2.5.2 其它指标的检测
2.6 微生物群落结构的解析方法
2.6.1 污泥样品DNA的提取与检测
2.6.2 DNA样品的PCR扩增
2.6.3 Illumina MiSeq测序与分析
第3章 不同进水COD/N下 CASS系统模拟所需运行参数的确定
3.1 引言
3.2 CASS系统的响应曲面法及反应区容积的调整方法
3.2.1 CASS系统的响应曲面法实验设计
3.2.2 CASS系统反应池容积的调整方法
3.3 低进水COD/N下 CASS系统的实验及分析
3.3.1 低进水COD/N下系统的响应曲面法实验结果及分析
3.3.2 低进水COD/N下反应池容积变化后CASS系统的出水结果
3.4 常态进水COD/N下 CASS系统的实验及分析
3.4.1 常态进水COD/N下系统的响应曲面法实验结果及分析
3.4.2 常态进水COD/N下反应池容积变化后CASS系统的出水结果
3.5 高进水COD/N下 CASS系统的实验及分析
3.5.1 高进水COD/N下系统的响应曲面法实验结果及分析
3.5.2 高进水COD/N下反应池容积变化后CASS系统的出水结果
3.6 本章小结
第4章 CASS系统内生化反应过程模型的建立
4.1 引言
4.2 CASS系统E-ASM1 模型的建立
4.2.1 E-ASM1 模型的组分及其代谢流程
4.2.2 E-ASM1 模型矩阵
4.2.3 E-ASM1 模型参数的赋值
4.2.4 E-ASM1 模型的适用性
4.3 CASS系统M-ASM3 模型的建立
4.3.1 M-ASM3 模型的组分及其代谢流程
4.3.2 M-ASM3 模型矩阵
4.3.3 M-ASM3 模型参数的赋值
4.4 E-ASM1 模型和M-ASM3 模型的验证
4.5 本章小结
第5章 工况条件对CASS系统生化反应过程影响的研究
5.1 引言
5.2 运行参数调整后CASS系统内水质变化预测与验证
5.2.1 低进水COD/N下参数调整后每周期内水质变化预测与验证
5.2.2 常态进水COD/N下参数调整后每周期内水质变化预测与验证
5.2.3 高进水COD/N下参数调整后每周期内水质变化预测与验证
5.2.4 不同VRZ下运行参数调整后每周期内水质变化预测与验证
5.2.5 不同进水COD/N下运行参数调整后系统内微生物群落结构分析
5.3 进水条件对CASS系统生化反应动力学过程影响分析
5.3.1 进水COD/N对生化反应动力学过程影响分析
5.3.2 进水温度对生化反应动力学过程影响分析
5.4 运行参数对CASS系统生化反应动力学过程的调控作用分析
5.4.1 有机负荷对生化反应动力学过程的调控作用分析
5.4.2 污泥龄对生化反应动力学过程的调控作用分析
5.4.3 温度对生化反应动力学过程的调控作用分析
5.4.4 反应池容积比对生化反应动力学过程的调控作用分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
附录 A
附录 B
致谢
个人简历
本文编号：3887831
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源和背景
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景
1.2 CASS污水生物处理系统的综述
1.2.1 CASS污水生物处理系统的发展及除污原理
1.2.2 CASS污水生物处理系统的国内外应用现状
1.2.3 CASS污水生物处理系统的优缺点
1.3 活性污泥模型(ASMS)的研究进展
1.3.1 ASM1 的简介
1.3.2 ASM2 的简介
1.3.3 ASM3 的简介
1.3.4 ASMs系列模型的适用性
1.3.5 活性污泥系统内微生物种间竞争机制的研究现状
1.3.6 微生物同时利用和存储基质过程的研究现状
1.3.7 微生物代谢产物的研究现状
1.3.8 ASMs模型的修正与拓展
1.4 课题研究意义及内容
1.4.1 课题研究意义
1.4.2 课题研究内容
1.4.3 课题的技术路线
第2章 实验设备及分析方法
2.1 CASS系统试验装置及工艺流程
2.2 污泥来源与驯化
2.3 CASS系统的试验方案
2.4 模型的模拟策略
2.4.1 模型的程序化平台
2.4.2 模型的建立原则
2.4.3 模型的建立流程
2.4.4 模型的计算
2.4.5 模型的校验
2.4.6 模型的应用
2.5 水质测定方法
2.5.1 常规指标的检测
2.5.2 其它指标的检测
2.6 微生物群落结构的解析方法
2.6.1 污泥样品DNA的提取与检测
2.6.2 DNA样品的PCR扩增
2.6.3 Illumina MiSeq测序与分析
第3章 不同进水COD/N下 CASS系统模拟所需运行参数的确定
3.1 引言
3.2 CASS系统的响应曲面法及反应区容积的调整方法
3.2.1 CASS系统的响应曲面法实验设计
3.2.2 CASS系统反应池容积的调整方法
3.3 低进水COD/N下 CASS系统的实验及分析
3.3.1 低进水COD/N下系统的响应曲面法实验结果及分析
3.3.2 低进水COD/N下反应池容积变化后CASS系统的出水结果
3.4 常态进水COD/N下 CASS系统的实验及分析
3.4.1 常态进水COD/N下系统的响应曲面法实验结果及分析
3.4.2 常态进水COD/N下反应池容积变化后CASS系统的出水结果
3.5 高进水COD/N下 CASS系统的实验及分析
3.5.1 高进水COD/N下系统的响应曲面法实验结果及分析
3.5.2 高进水COD/N下反应池容积变化后CASS系统的出水结果
3.6 本章小结
第4章 CASS系统内生化反应过程模型的建立
4.1 引言
4.2 CASS系统E-ASM1 模型的建立
4.2.1 E-ASM1 模型的组分及其代谢流程
4.2.2 E-ASM1 模型矩阵
4.2.3 E-ASM1 模型参数的赋值
4.2.4 E-ASM1 模型的适用性
4.3 CASS系统M-ASM3 模型的建立
4.3.1 M-ASM3 模型的组分及其代谢流程
4.3.2 M-ASM3 模型矩阵
4.3.3 M-ASM3 模型参数的赋值
4.4 E-ASM1 模型和M-ASM3 模型的验证
4.5 本章小结
第5章 工况条件对CASS系统生化反应过程影响的研究
5.1 引言
5.2 运行参数调整后CASS系统内水质变化预测与验证
5.2.1 低进水COD/N下参数调整后每周期内水质变化预测与验证
5.2.2 常态进水COD/N下参数调整后每周期内水质变化预测与验证
5.2.3 高进水COD/N下参数调整后每周期内水质变化预测与验证
5.2.4 不同VRZ下运行参数调整后每周期内水质变化预测与验证
5.2.5 不同进水COD/N下运行参数调整后系统内微生物群落结构分析
5.3 进水条件对CASS系统生化反应动力学过程影响分析
5.3.1 进水COD/N对生化反应动力学过程影响分析
5.3.2 进水温度对生化反应动力学过程影响分析
5.4 运行参数对CASS系统生化反应动力学过程的调控作用分析
5.4.1 有机负荷对生化反应动力学过程的调控作用分析
5.4.2 污泥龄对生化反应动力学过程的调控作用分析
5.4.3 温度对生化反应动力学过程的调控作用分析
5.4.4 反应池容积比对生化反应动力学过程的调控作用分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
附录 A
附录 B
致谢
个人简历
本文编号：3887831
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