数学模型在污水处理节能降耗中的研究与应用进展

污水处理是高能耗行业之一,高能耗不仅会增加污水处理成本,还会加剧现阶段所面临的能源危机。对污水处理的能耗现状进行分析,对数学模型在污水处理节能降耗方面的研究和应用进行总结,展望数学模型在今后用于指导实际污水处理过程的研究方向。

ASM系列模型在MBR仿真中的应用研究进展

膜生物反应器(MBR)正越来越多地被应用于城市污水以及工业废水的处理中,其运行模型化工作主要集中在描述反应器内生化反应过程以及实现低成本运营的设计等方面。ASM(活性污泥数学模型)系列模型最初主要应用于常规活性污泥法工艺的仿真,但也逐渐应用于膜生物反应器的仿真当中。相较于常规活性污泥工艺,MBR独有的一些特点使应用ASM模型模拟MBR时需要对原有的模型做出修改。有鉴于此,文章旨在整合已经报道的关于ASM系列模型在MBR仿真中的应用,并将重点放在进水组分的划分,动力学参数的确定,可溶性微生物产物(SMP)以及胞外聚合物(EPS)的模拟上。并提供了一些仿真效果较好的案例以及未来膜生物反应器仿真中需要解决的问题的建议。

污泥厌氧消化过程中磷行为的数学模型研究进展

城市污水处理厂的剩余污泥在厌氧消化过程中会释放大量的磷,因此厌氧消化是潜在的可以实施磷回收的工艺。利用数学模型可更清楚地描述厌氧消化过程中生化和物理-化学反应过程。由国际水协会提出的厌氧消化模型1号(ADM1)没有包含对磷行为的描述。主要介绍了目前基于ADM1描述厌氧消化过程中针对磷的行为所作的修改与扩展,总结了与磷释放和沉淀有关的生化过程和物理-化学过程模型,最后在此基础上提出了相关的研究展望。

侧流磷回收与磷去除工艺中的微生物学研究进展

通过侧流结构强化污水处理过程中营养盐资源的回收或去除逐渐成为近年来的研究热点。侧流磷回收与磷去除工艺会对污水处理系统性能和活性污泥微生物菌群结构产生影响,了解其中的微生物作用机制对工艺的实际运营十分重要。总结了目前国内外各种侧流磷回收与磷去除工艺中的微生物学研究成果,尤其是磷相关功能微生物的研究进展,并提出了未来的研究方向,以期为更好地实施侧流磷去除与磷回收工艺提供科学依据。

ASM1耦合曝气模型对污水处理厂的模拟研究

为了更好地模拟污水处理厂实际的曝气方式及溶解氧浓度,采用更加精确的曝气模型对某污水处理厂进行了模拟研究.该模型考虑了污泥浓度、堵塞及温度等因素对氧传质的影响,并将该曝气模型与ASM1相耦合.首先,通过灵敏度分析确定了对该污水处理厂出水指标影响较大的参数,分别为异养菌产率系数YH、异养菌最大比增长速率μH、自养菌最大比增长速率μA及自养菌氧利用半饱和系数KOA.然后,测定部分灵敏度较高的参数并使用测量结果对模型进行校正,校正结果使用希尔系数表征.最后,使用另一批数据对校正参数进行验证.模拟的COD、氨氮、总氮和好氧池末端溶解氧的希尔不等系数分别是0.13、0.23、0.20和0.15,而通过控制溶解氧浓度或理论氧转移效率模型模拟则出现氨氮、溶解氧、总氮及COD的希尔不等系数不同程度上升的结果.校验后的ASM1/曝气耦合模型参数可以很好地应用于污水处理厂的模拟当中,对于优化污水厂曝气控制具有重要意义.