基于MCES-ASM3模型对A/O-MBR的模拟和预测

发布时间：2023-02-14 10:03

　　膜生物反应器(MBR)是一种膜分离装置和生物反应器结合而成的水处理系统,具有出水稳定、占地面积小和流程简单等优点。MBR膜组件上污染物的积累,会导致MBR内膜组件的过滤阻力增加,膜通量也会衰减。该问题至今仍制约着MBR技术的推广应用。造成膜污染的因素有很多,其中可溶性微生物产物(SMP)和微生物细胞外聚合物(EPS)对膜污染形成有明显的影响。因此,本研究将借助于活性污泥模型对SMP和EPS的生长和和衰亡动力学进行研究,于数学模型的角度表现膜污染的机制,为合理控制MBR内得膜污染提供依据。主要研究内容及成果如下:(1)将生物储存和生长过程以及SMP和EPS的产生和水解同时加入到活性污泥3号模型(ASM3)中,建立起一种新型活性污泥模型——联合EPS和SMP机理的ASM3模型(Modified EPS and SMP activated sludge model No.3)。该模型不仅能够预测出水中的常规水质,还能预测反应器内的EPS和SMP浓度。模型的编译基于MATLAB平台,采用龙格库塔法对MCES-ASM3中的微分方程组进行迭代。(2)在实验室搭建MBR,考虑到硝化反硝化反应对出水水...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
英文缩略语一览表
第一章 绪论
    1.1 MBR工艺的种类和优缺点
    1.2 膜污染简介
        1.2.1 EPS对膜污染的影响
        1.2.2 SMP对膜污染的影响
    1.3 活性污泥模型简介
        1.3.1 ASM1 模型介绍
        1.3.2 ASM2 模型介绍
        1.3.3 ASM3 模型介绍
    1.4 ASM模型在国内外的研究现状及趋势
        1.4.1 ASM 模型在 MBR 中的应用研究
        1.4.2 改进型ASM模型
    1.5 研究目标、意义与内容
第二章 实验装置与方法
    2.1 实验装置
    2.2 接种污泥、进水水质
    2.3 污泥的驯化
    2.4 水质分析方法
        2.4.1 SMP和 EPS的提取
        2.4.2 SMP和 EPS的定量分析
        2.4.3 氨氮和硝态氮
        2.4.4 COD
        2.4.5 MLSS,VSS,DO和 pH的测定
第三章 基于MCES-ASM3的MBR数学模型
    3.1 MCES-ASM3 模型建模
        3.1.1 MCES-ASM3 模型反应物和产物
        3.1.2 MCES-ASM3 模型生物化学过程
        3.1.3 MCES-ASM3 模型化学计量数
    3.2 基于A/O-MBR的物料守恒
    3.3 MCES-ASM3 模型的局限
    3.4 本章小结
第四章 MCES-ASM3 模型主要参数和组分的测定
    4.1 测定原理和方法
        4.1.1 异养菌产率系数YH

        4.1.2 异养菌最大比增长速率μ_H和衰减速率b_H

        4.1.3 进水组分S_S、S_I及 X_S、X_I

    4.2 结果与讨论
        4.2.1 异养菌产率系数Y_H

        4.2.2 异养菌最大比增长速率μ_H和衰减速率b_H

        4.2.3 进水组分S_S、S_I及 X_S、X_I

    4.3 本章小结
第五章 MCES-ASM3 模型预测模拟
    5.1 模型编译、运算平台、模拟方法
        5.1.1 模型编译和运算平台
        5.1.2 稳态模拟
        5.1.3 动态模拟
        5.1.4 敏感度分析
    5.2 模拟结果
        5.2.1 稳态模拟
        5.2.2 敏感度分析
        5.2.3 动态校正
        5.2.4 基于EPS和 SMP相关理论的ASM3 模型预测模拟
    5.3 本章小结
第六章 结论
附表1 MCES-ASM3 模型的矩阵
程序
参考文献
致谢



本文编号：3742410

suoshi