基于粒数衡算方程的好氧颗粒污泥数学模型研究

发布时间：2023-09-29 02:35

　　好氧颗粒污泥是在微生物细胞的自絮凝作用下通过生物膜包裹而形成的微生物聚集体。它具有密度大、结构稳定和沉淀性能突出等优点，能够保证反应器系统较高的生物保留率，使得其能够处理具有高浓度污染物和有毒物的污水。然而，目前对好氧颗粒污泥形成和稳定最优的运行条件仍无法准确确定。因此，本文建立了基于粒数衡算方程的好氧颗粒污泥模型，应用于好氧颗粒污泥颗粒化的模拟，以有利于颗粒化过程的控制，对好氧颗粒污泥反应器的稳定性提供指导。 本文在研究已有好氧颗粒污泥相关成果和粒数衡算方程的基础上，建立了分别针对颗粒污泥的解体、生长和沉降粒数衡算模型，并借助Matlab软件数值求解。在解体模型建立的过程中，确定了解体选择速率函数和解体函数，并对颗粒污泥解体实验进行了验证，获得了较好的效果。针对粒数衡算方程中的生长速率函数，从表观产率概念等建立了生长速率函数，基本符合实际不同粒径生长速率的变化趋势。对颗粒沉降过程研究中，通过已有活性污泥沉降模型，提出了应用于好氧颗粒污泥的沉降模型，通过Takacs公式可以出沉降速率，利用一维通量方程和粒数衡算方程耦合推算出了污泥沉降过程中数量的分布。 最后根据已有的实验研究，分析曝气...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
致谢
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 好氧颗粒研究现状
        1.2.1 好氧颗粒的形成机制
        1.2.2 好氧颗粒模型研究现状
    1.3 粒数衡算方程概况
        1.3.1 粒数衡算方程的研究现状
        1.3.2 粒数衡算方程的求解方法
    1.4 课题来源
    1.5 研究主要内容及技术路线
        1.5.1 研究主要内容
        1.5.2 研究技术路线
第二章 好氧颗粒污泥解体模型
    引言
    2.1 实验方法
    2.2 解体模型建立
        2.2.1 解体模型的离散
        2.2.2 解体核心函数确定
        2.2.3 具体求解方法
    2.3 参数的敏感分析
        2.3.1 解体选择速率函数的影响
        2.3.2 时间步长的影响
    2.4 解体模型验证
        2.4.1 实验结果
        2.4.2 解体模型参数确定
        2.4.3 验证结果
第三章 好氧颗粒污泥生长模型
    引言
    3.1 生长模型建立
        3.1.1 粒数衡算方程的简化
        3.1.2 生长模型的离散
        3.1.3 生长速率函数
    3.2 参数的敏感分析
        3.2.1 表观产率 Y_obs的敏感分析
        3.2.2 生长速率常数 G₀的敏感分析
    3.3 生长模型计算
        3.3.1 生长模型参数确定
        3.3.2 结果与讨论
第四章 好氧颗粒污泥沉降模型
    引言
    4.1 好氧颗粒污泥沉降性能
    4.2 好氧颗粒污泥沉淀速率的理论
        4.2.1 传统模型
        4.2.2 一维通量模型
        4.2.3 一维通量模型与粒数衡算方程耦合
        4.2.4 沉降模型程序框图
    4.3 沉降模型计算
        4.3.1 沉降模型参数确定
        4.3.2 结果和讨论
第五章 好氧颗粒污泥综合模型及其验证
    引言
    5.1 实验方法
    5.2 粒数衡算方程
        5.2.1 综合的粒数衡算方程
        5.2.2 综合模型应用分析
    5.3 结果和讨论
        5.3.1 实验结果
        5.3.2 综合模型参数确定
        5.3.3 综合模型验证及误差分析
第六章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：3849114