基于ASM2D活性污泥數(shù)學(xué)模型的JHB工藝的模擬及優(yōu)化研究.pdf

1、約翰內(nèi)斯堡污水處理工藝(Johannesburg process,簡(jiǎn)稱JHB)是傳統(tǒng)A2/O工藝的變型工藝之一,JHB工藝不僅繼承了傳統(tǒng)A2/O工藝的特點(diǎn),預(yù)缺氧池的設(shè)置更使其緩解了回流污泥攜帶的大量硝態(tài)氮對(duì)后續(xù)厭氧反應(yīng)的影響,具有良好的脫氮除磷效果。為探討JHB工藝的最佳運(yùn)行條件,本研究在對(duì)JHB工藝實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,基于ASM2D活性污泥數(shù)學(xué)模型,Matlab編程,采用模型靈敏度分析的方法,通過(guò)調(diào)整參數(shù),對(duì)模型進(jìn)行了參數(shù)校正和模型

2、檢驗(yàn);利用校驗(yàn)后的模型對(duì)JHB工藝的運(yùn)行條件進(jìn)行了優(yōu)化模擬,獲得了最佳運(yùn)行條件,為指導(dǎo)其在實(shí)際中的應(yīng)用提供了參考數(shù)據(jù)。通過(guò)本課題的研究,主要得到了以下結(jié)論:
　　(1)JHB工藝實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)研究:對(duì)于COD為412mg/L左右,氨氮為31.32mg/L左右,磷酸鹽為3.6mg/L的人工配置生活污水,在污泥齡為20d,水力停留時(shí)間為11.5h,預(yù)缺氧池進(jìn)水分配系數(shù)為0.5,污泥回流比為1,硝化液回流比為2,好氧池內(nèi)溶解氧為3.5mg/

3、L,25℃恒溫,pH保持中性的運(yùn)行條件下,預(yù)缺氧池的反硝化能力較好,硝態(tài)氮的累積現(xiàn)象有所減緩,具有一定的反硝化聚磷功能;厭氧池具有良好的厭氧環(huán)境,能夠很好的進(jìn)行厭氧釋磷;缺氧池不僅有明顯的反硝化脫氮作用,還有明顯的反硝化聚磷作用;好氧池中,硝化反應(yīng)良好,且好氧吸磷效果顯著。整個(gè)JHB工藝系統(tǒng)的磷酸鹽去除率為97.2％,除磷效果顯著;硝化能力強(qiáng),氨氮去除率可高達(dá)99.1%;缺氧池的出水硝態(tài)氮濃度為0.656mg/L,去除率為78.21%,

4、反硝化作用較為顯著;COD去除效果較好,去除率為94.17%,出水濃度為24mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,JHB工藝具有良好的脫氮除磷效果。
　　(2)通過(guò)基于ASM2D模型建立的JHB工藝模型的參數(shù)靈敏度分析,在模型參數(shù)中,YH、PO4Y、qPP、mPAO和PSK對(duì)出水磷濃度的影響相當(dāng)大,YPHA、iPSF、bPAO、bPP等參數(shù)對(duì)磷的影響也很大;參數(shù)mAUT和bAUT對(duì)氨氮的影響很大,而參數(shù)qPP、YH對(duì)氨氮的影響較大;除了參數(shù)iN

5、SF對(duì)硝態(tài)氮的影響較大外,其他參數(shù)對(duì)其都不靈敏;大多數(shù)參數(shù)對(duì)COD無(wú)影響,參數(shù)mH、bh、YH和HFK對(duì)出水COD的影響都很小。通過(guò)對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行三次調(diào)整,使得JHB工藝出水實(shí)測(cè)值和其ASM2D模型模擬值之間的相對(duì)誤差均小于5%。,得到調(diào)整后的參數(shù)取值為:YH=0.87、iNSF=0.01、HNO3h=1.5、bPAO=0.05、mPAO=1.8、AUTb=0.13、mAUT=1.8、
　　(3)利用校正后的ASM2D模型對(duì)JHB