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Design and Comparison of Wastewater Treatment Plant Types (Activated Sludge and Membrane Bioreactor), Using GPS-X Simulation Program: Case Study of Tikrit WWTP (Middle Iraq)
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作者 Alaa Uldeen Athil Arif Mohamed Tarek Sorour Samia Ahmed Aly 《Journal of Environmental Protection》 2018年第6期636-651,共16页
Mathematical models and simulation are considered a powerful tool in engineering practice. Those tools are becoming increasingly used for the improvement of wastewater treatment plants design because the conceptual de... Mathematical models and simulation are considered a powerful tool in engineering practice. Those tools are becoming increasingly used for the improvement of wastewater treatment plants design because the conceptual design is complex and ill-defined. In this paper, three alternatives: 1) complete mix activated sludge without nitrogen removal (CAS);2) complete mix activated sludge with nitrogen removal (CAS-N) and;3) membrane bioreactor (MBR) processes were designed into two steps: first concept design to calculate the size of process units, then second implement modeling and simulation to improve the accuracy of the conceptual design. In brief, the treatment process design has been verified by using the activated sludge model No. 1 (ASM1) in GPS-X (v.7) simulation software. This application helps not only in sizing the treatment units but also in understanding the plant’s capacity. In the same time, it can assist in studying the future expansion works required for increased hydraulic and organic loadings. For this purpose, Tikrit WWTP was selected as a case study. The used model was validated by comparing the designed values of the plant and the modeling data. The verification of the obtained results from both hand calculations and the results of the program showed a good agreement. A significant difference in the volume of secondary treatment was obtained from design calculations, where the CAS without denitrification system was 9244 m3 (aerobic and secondary tanks), CAS with denitrification system was 11,324 m3 (anoxic, aerobic and secondary tanks) and for MBR system was 7468 m3 (anoxic, aerobic and immersed membrane tanks). From the obtained results point of view, it can be concluded that mathematical models can be considered as worthy tools to complement the established wastewater treatment plant design procedures. 展开更多
关键词 activated sludge Membrane Bioreactor WASTEWATER TREATMENT WASTEWATER TREATMENT Plant design modeling and Simulation
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Mathematics and Computer Graphic Design Arts
2
作者 Xu Yafei(徐亚非) 《Journal of Donghua University(English Edition)》 EI CAS 2001年第1期127-129,共3页
The relationship between arts and mathematics is very close, computer graphic design is based on digital methodology. The paper reveals the mathematical backgrounds behind graphic design by the example of computer-aid... The relationship between arts and mathematics is very close, computer graphic design is based on digital methodology. The paper reveals the mathematical backgrounds behind graphic design by the example of computer-aided cubic modeling and mathematical exchange methodology. Furthermore, one can get incredible artistic effects if computer graphic designers pay more attention to the probability and use probable numbers and fractal operation in their design activities.Finally, the author also discusses the bidirections between arts and mathematics. 展开更多
关键词 computer GRAPHIC design ARTS and mathematics cubic modeling mathematicS operation FRACTAL theory application design evaluation.
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Improved Monitoring Protocol for Evaluating the Performance of a Sewage Treatment Works Based on Sensitivity Analysis of Mathematical Modelling 被引量:2
3
作者 Xie Zhou Jian Chen +3 位作者 Yanqiu Tang Josie J. Ren Vinci K. C. Lee Anthony Y. W. Ma 《Engineering(科研)》 2018年第7期464-476,共13页
Extensive historical data of a sewage treatment works are required by numerical models in order to simulate the biological processes accurately. However, the data are recorded mostly for daily operational purpose. The... Extensive historical data of a sewage treatment works are required by numerical models in order to simulate the biological processes accurately. However, the data are recorded mostly for daily operational purpose. They are basically not comprehensive enough to meet the modelling’s requirements. A comprehensive sampling protocol to accurately characterise the influent is required in order to determine all model components, which is very time-consuming and expensive. In a project of evaluating a sewage treatment works in Chongqing by using BioWin 4.1 for mathematical modelling, sensitivity analysis was conducted to determine the most critical parameters for process monitoring. It was found that influent characteristics, wasted sludge flow rate, water temperatures, DO levels of the biological tanks and five bio-kinetic parameters were the most influential parameters governing the plant performance. Therefore, apart from monitoring the effluent quality, regular checking of the afore-mentioned influential parameters can help examine the performance of a sewage treatment works. Moreover, operators of the sewage treatment works can conduct “what-if” analysis to determine how these most influential parameters can be adjusted to improve the treatment performance of the sewage treatment works. 展开更多
关键词 activated sludge model Sensitivity Analysis mathematicAL modelling SEWAGE Treatment
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数学模型在服装结构设计中的建立与应用
4
作者 应锐 《山东纺织经济》 2024年第6期36-39,共4页
服装结构设计中数学模型发挥着关键作用,设计师可以通过数学模型,明确服装整体效果及具体尺寸、形状、面料要求,从而对设计方案进行有效的调整和改善。不仅如此,在数据分析与优化方面,数学模型也贡献突出,可减少不必要的资源浪费,提升... 服装结构设计中数学模型发挥着关键作用,设计师可以通过数学模型,明确服装整体效果及具体尺寸、形状、面料要求,从而对设计方案进行有效的调整和改善。不仅如此,在数据分析与优化方面,数学模型也贡献突出,可减少不必要的资源浪费,提升服装生产效率。基于此,本文聚焦现代服装结构设计,探讨了服装结构设计中运用数学模型的重要性,阐述了现代服装结构设计中所采用的多种数学模型,并指出数学模型的具体应用方向,文章旨在提高整体服装设计的水平,更好地满足消费者的审美需求。 展开更多
关键词 数学模型 服装结构设计 数学元素 应用
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药物和个人护理用品对地下水污染的风险评价 被引量:2
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作者 吴林 石国伟 +2 位作者 刘雅慈 李亚松 李青生 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期189-196,共8页
为进一步明确污泥土地利用过程中新型有机污染物—药物和个人护理用品(PPCPs)对地下水污染的风险,采用数学模型初步预测和评价了29种PPCPs在砂土和壤土2种介质条件下对地下水污染的风险。结果表明:砂土条件下,环丙沙星、氧氟沙星、土霉... 为进一步明确污泥土地利用过程中新型有机污染物—药物和个人护理用品(PPCPs)对地下水污染的风险,采用数学模型初步预测和评价了29种PPCPs在砂土和壤土2种介质条件下对地下水污染的风险。结果表明:砂土条件下,环丙沙星、氧氟沙星、土霉素、诺氟沙星和咖啡因等5种PPCPs的风险指数大于1,具有高地下水污染风险,其中,除咖啡因外,其余4种PPCPs均为抗生素类药物,应加强其在地下水中的监测和防控。壤土条件下,29种PPCPs对地下水均表现为低污染风险。吸附强度是影响PPCPs对地下水污染风险的最主要因素。PPCPs在包气带中的半衰期、有机碳-水分配系数、土壤密度、有机碳含量、含有机质的上层土壤层厚度是模型主要的敏感参数。不确定性分析显示,PPCPs的有机碳-水分配系数和其在包气带中的半衰期的改变对地下水污染风险评价结果影响较大。验证表明,地下水污染风险指数越大的PPCPs在地下水中的检出率也越高,说明评价结果具有一定的合理性。今后应加强对PPCPs降解产物、地下水中安全浓度值、共存PPCPs相互作用及介质非均质性影响等方面的研究,以便更加精确地评价PPCPs对地下水污染的风险。 展开更多
关键词 污泥土地利用 药物和个人护理用品 地下水污染 数学模型 风险指数
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数学模型在服装结构设计中的应用 被引量:5
6
作者 成翠丽 《染整技术》 CAS 2023年第11期58-60,83,共4页
为了更好地理解和优化服装的结构设计,数学模型开始被引入到服装设计领域。通过数学模型的分析和应用,设计师可以预测和优化服装的形变、延展性、透气性等方面,提高服装的合体性和舒适性,数学模型为服装设计带来了更多的创新和可能性。... 为了更好地理解和优化服装的结构设计,数学模型开始被引入到服装设计领域。通过数学模型的分析和应用,设计师可以预测和优化服装的形变、延展性、透气性等方面,提高服装的合体性和舒适性,数学模型为服装设计带来了更多的创新和可能性。研究数学模型在服装结构设计中的应用,以期提升服装设计的效率和质量。 展开更多
关键词 数学模型 服装结构设计 应用研究
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污水处理CAST-MBBR工艺的模型构建与模拟
7
作者 张玲丽 顾敦罡 +3 位作者 陆嘉麒 张楠 胡立江 李光辉 《上海工程技术大学学报》 CAS 2023年第2期105-112,共8页
基于循环式活性污泥工艺(Cyclic Activated Sludge Technology,CAST)和移动床生物膜反应器(Moving-Bed Biofilm Reactor,MBBR),对浙江省某污水处理厂开展CAST-MBBR工艺的建模和模拟研究.针对工艺机制,将半经验生物膜模型嵌入活性污泥1... 基于循环式活性污泥工艺(Cyclic Activated Sludge Technology,CAST)和移动床生物膜反应器(Moving-Bed Biofilm Reactor,MBBR),对浙江省某污水处理厂开展CAST-MBBR工艺的建模和模拟研究.针对工艺机制,将半经验生物膜模型嵌入活性污泥1号模型,描述CASTMBBR除碳脱氮的生化过程,再与描述颗粒沉降过程的双指数模型复合,形成完整的CASTMBBR工艺模型,并建立进水、出水水质与模型组分的转换方法.通过灵敏度分析筛选出对出水指标影响较大的关键性参数并进行调校.利用污水处理厂全年的实测进水、出水数据对校正后的模型验证,结果显示出水指标的模拟值与实测值总体吻合良好,表明该模型方法可有效应用于CAST-MBBR工艺的模拟. 展开更多
关键词 循环式活性污泥工艺 移动床生物膜反应器 数学建模 参数调校 数值模拟
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数学模型在服装设计中的应用研究 被引量:3
8
作者 胡文浩 《鞋类工艺与设计》 2023年第6期6-8,共3页
服装设计一直是一门艺术与技术相结合的学科,而数学模型的应用已经成为该领域的重要组成部分。文章介绍了数学模型在这些领域中的应用方法和实际案例,同时探讨了数学模型在未来的应用前景和挑战。旨在让大家更好地了解数学模型在服装设... 服装设计一直是一门艺术与技术相结合的学科,而数学模型的应用已经成为该领域的重要组成部分。文章介绍了数学模型在这些领域中的应用方法和实际案例,同时探讨了数学模型在未来的应用前景和挑战。旨在让大家更好地了解数学模型在服装设计中的应用价值和实际应用方法,为进一步推动服装设计的数字化和智能化提供思路和支持。 展开更多
关键词 数学模型 服装设计 应用 研究
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活性污泥法数学模型的研究与应用 被引量:35
9
作者 季民 霍金胜 +3 位作者 胡振苓 马文杰 刘文亚 张宝祥 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2001年第8期18-22,共5页
在总结IAWQ(国际水质协会 )活性污泥模型的基础上 ,建立了适合于普通推流式活性污泥法的碳氧化数学模型 ;应用MATLAB数学软件 ,在WINDOWS操作平台上开发出模拟系统。该模拟系统考虑了 8个组分和 3个生化过程。应用该模拟系统模拟了天津... 在总结IAWQ(国际水质协会 )活性污泥模型的基础上 ,建立了适合于普通推流式活性污泥法的碳氧化数学模型 ;应用MATLAB数学软件 ,在WINDOWS操作平台上开发出模拟系统。该模拟系统考虑了 8个组分和 3个生化过程。应用该模拟系统模拟了天津纪庄子污水处理厂的实际运行资料 ,模拟结果与实测数据吻合较好。 展开更多
关键词 活性污泥 数学模型 污水处理
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城市污水厂生物处理工艺运行效果的数学模拟 被引量:15
10
作者 周雪飞 顾国维 +1 位作者 刘建勇 郭亚萍 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期745-748,共4页
应用活性污泥数学模型模拟污水生物处理系统内的动力学反应过程 ,分析模型的灵敏度 ,找出灵敏性组分和参数 ,用于改善预测效果 .模拟结果表明 ,自养菌最大比增长速率 μ^A、自养菌衰减系数bA 是脱氮过程的灵敏性参数 ;底物最大发酵速率... 应用活性污泥数学模型模拟污水生物处理系统内的动力学反应过程 ,分析模型的灵敏度 ,找出灵敏性组分和参数 ,用于改善预测效果 .模拟结果表明 ,自养菌最大比增长速率 μ^A、自养菌衰减系数bA 是脱氮过程的灵敏性参数 ;底物最大发酵速率Qf 是除磷过程的灵敏性参数 .在模型灵敏性组分和参数适当调整的情况下 ,活性污泥数学模型可以很好地模拟实际污水处理厂的运行效果 ,优化其控制策略 。 展开更多
关键词 活性污泥模型 污水组分 动力学参数 灵敏度 数学模拟
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活性污泥法污水处理数学模型的发展和应用 被引量:16
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作者 于广平 苑明哲 王宏 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2006年第5期614-618,623,共6页
综述了活性污泥法污水处理数学模型自20世纪50年代以来的发展历程;阐述了国际水协会(IWA)推出的活性污泥1号、2号、2D号、3号模型(ASM1、ASM2、ASM2D、ASM3)各自的特点和使用限制条件;介绍了几种基于ASM系列模型的具有代表性的商业化仿... 综述了活性污泥法污水处理数学模型自20世纪50年代以来的发展历程;阐述了国际水协会(IWA)推出的活性污泥1号、2号、2D号、3号模型(ASM1、ASM2、ASM2D、ASM3)各自的特点和使用限制条件;介绍了几种基于ASM系列模型的具有代表性的商业化仿真软件.最后,还就ASM系列模型的三个应用难点———水质的分析测定、模型简化、参数校正进行了讨论.* 展开更多
关键词 活性污泥法 污水处理 数学模型 ASM(活性污泥模型)
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活性污泥生物反应动力学模型研究 被引量:16
12
作者 黄勇 杨铨大 +1 位作者 王宝贞 聂梅生 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 1995年第4期23-28,共6页
介绍了在进行活性污泥法过程模型化研究中,通过对国内外现有成果改进和强化,所建立的结构化生物反应动力学模型。文中提出了建模的系统化方法;采用概念模型图示和矩阵表达法简明清晰地表述了模型化的思路和全部定性定量信息;并简要... 介绍了在进行活性污泥法过程模型化研究中,通过对国内外现有成果改进和强化,所建立的结构化生物反应动力学模型。文中提出了建模的系统化方法;采用概念模型图示和矩阵表达法简明清晰地表述了模型化的思路和全部定性定量信息;并简要地介绍了模型参数估值的试验方法及估值结果。 展开更多
关键词 活性污泥 动力学 数学模型 参数估值 废水处理
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基于数学模型的多模式AAO系统运行优化研究 被引量:8
13
作者 周振 胡大龙 +4 位作者 吴志超 王志伟 杜兴治 蒋玲燕 乔卫敏 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1734-1739,共6页
构建了综合考虑出水水质、污泥产量和系统能耗的运行成本指数CPI,并利用数学模型对多模式厌氧/缺氧/好氧(AAO)系统的AAO、倒置AAO(RAAO)和缺氧/好氧(AO)3种模式进行对比优化研究.在处理成本相近的前提下,在污泥龄5-25d范围内AAO... 构建了综合考虑出水水质、污泥产量和系统能耗的运行成本指数CPI,并利用数学模型对多模式厌氧/缺氧/好氧(AAO)系统的AAO、倒置AAO(RAAO)和缺氧/好氧(AO)3种模式进行对比优化研究.在处理成本相近的前提下,在污泥龄5-25d范围内AAO模式的污染物去除效率和聚磷菌浓度明显高于RAAO和AO模式.在运行模式筛选的基础上,通过回流比优化确定了排放标准约束下AAO工艺的达标运行区域和最佳运行工况.动态模拟结果表明,优化工况能够显著改善出水水质,出水高于一级A的时间由78.4%下降至37.7%,CPI降低3.9%. 展开更多
关键词 污水处理 优化 厌氧 缺氧 好氧工艺 活性污泥 数学模型
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沉淀池污泥层高度的模拟与控制 被引量:6
14
作者 周振 吴志超 +1 位作者 顾国维 花虹 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期274-278,共5页
为了对沉淀池运行过程中的污泥层高度(SBH)进行准确模拟和有效控制,通过沉淀池分层质量平衡方程导出沉淀池分层弥散模型,并利用实测数据确定稳定可靠的SBH算法.以COST624/682中基准污水厂二沉池为研究对象,利用模型对暴雨天气下恒定回... 为了对沉淀池运行过程中的污泥层高度(SBH)进行准确模拟和有效控制,通过沉淀池分层质量平衡方程导出沉淀池分层弥散模型,并利用实测数据确定稳定可靠的SBH算法.以COST624/682中基准污水厂二沉池为研究对象,利用模型对暴雨天气下恒定回流量和恒定回流比2种措施控制下沉淀池的运行情况进行了稳态和动态模拟.结果表明,在进水流量负荷变化较大的情况下,控制恒定回流比要比控制恒定回流量能更为有效地将SBH和底流SS浓度控制在稳定范围内,进而降低了出水悬浮固体增大的风险. 展开更多
关键词 活性污泥 沉淀池 污泥层高度 数学模型 控制
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基于呼吸计量法的异养菌动力学参数优化估计 被引量:6
15
作者 周振 吴志超 +2 位作者 王志伟 唐书娟 顾国维 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期322-327,共6页
利用双水解模型对活性污泥数学模型(ASM)进行改进,并通过呼吸计量试验和非线性最优化算法建立了异养菌动力学参数的优化估计方案.该方案在上海2个污水处理厂的测定结果表明,经优化求解后,ASM改进模型能够准确模拟批式试验的耗氧速率曲线... 利用双水解模型对活性污泥数学模型(ASM)进行改进,并通过呼吸计量试验和非线性最优化算法建立了异养菌动力学参数的优化估计方案.该方案在上海2个污水处理厂的测定结果表明,经优化求解后,ASM改进模型能够准确模拟批式试验的耗氧速率曲线.26℃下,曲阳厂和白龙港厂活性污泥的异养菌衰减系数分别为0.58,0.55d-1,异养菌最大比增长速率常数(均约为4d-1)和半饱和常数(2.00,2.36mg/L)较为接近.白龙港厂进水中慢速可生物降解有机物的水解速率明显高于曲阳厂,这是由于长距离管道输送显著降低水解组分的粒径所致. 展开更多
关键词 活性污泥 异养菌 数学模型 参数 优化估计
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基于简化活性污泥数学模型的污水处理仿真研究 被引量:13
16
作者 于广平 苑明哲 王宏 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第23期5366-5369,共4页
现有的活性污泥数学模型结构复杂、参数众多,直接用于污水处理的系统仿真有一定的困难。针对这一问题,对活性污泥1号模型ASM1面向应用进行合理的简化,得到适合描述活性污泥推流式工艺碳去除过程的模型ASP-CR。该模型的组分、反应过程和... 现有的活性污泥数学模型结构复杂、参数众多,直接用于污水处理的系统仿真有一定的困难。针对这一问题,对活性污泥1号模型ASM1面向应用进行合理的简化,得到适合描述活性污泥推流式工艺碳去除过程的模型ASP-CR。该模型的组分、反应过程和参数的数量都大大减少,并对溶解氧组分进行了特殊处理-用现场的测量值代替预测值。基于该模型建立了污水处理仿真系统,解决了数据转换和参数校正的问题。通过对海城污水处理厂处理过程的实时模拟,验证了系统的正确性和实用性。 展开更多
关键词 简化 活性污泥 数学模型 污水处理 ASMI 仿真
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活性污泥系统中异养微生物浓度的测定 被引量:5
17
作者 吴志超 周振 +4 位作者 王志伟 唐书娟 顾国维 王荣生 麦穗海 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期910-914,共5页
异养微生物(XH)是活性污泥系统稳态设计和动力学模型中的关键性指标,但目前该指标在模型模拟中通常取假定值,缺乏简单有效的测定方法.利用批式好氧消化法测定了污水处理厂厌氧/缺氧/好氧(AAO)工艺和小试装置厌氧/好氧(AO)工艺好氧池内... 异养微生物(XH)是活性污泥系统稳态设计和动力学模型中的关键性指标,但目前该指标在模型模拟中通常取假定值,缺乏简单有效的测定方法.利用批式好氧消化法测定了污水处理厂厌氧/缺氧/好氧(AAO)工艺和小试装置厌氧/好氧(AO)工艺好氧池内的XH浓度.结果表明,该方法具有较好的重现性,且与理论计算值基本吻合,这也证明了模型和试验方法的正确性.采用该方法测得泥龄10d的AAO工艺和泥龄15d的AO工艺好氧池内XH分别约占挥发性悬浮固体的27.5%和23.2%.好氧消化法可同时测定XH的衰减速率常数(bH).与外加碳源的呼吸计量法相比,好氧消化法精密度和准确度更高,无需外加碳源,也不存在高泥龄下测定值偏离理论值的问题,更适于进水COD浓度较低的城市污水处理厂的测定. 展开更多
关键词 活性污泥 异养微生物 数学模型 衰减速率
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活性污泥系统仿真软件的研究进展 被引量:8
18
作者 周振 吴志超 顾国维 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1-5,共5页
近年来,基于活性污泥数学模型的系统仿真软件在国内外许多污水处理厂的模拟仿真、升级评估、运行优化和故障诊断等方面得到了广泛应用。介绍了活性污泥系统中常用的通用仿真软件和污水处理专业仿真软件,对仿真软件在城市污水处理厂中的... 近年来,基于活性污泥数学模型的系统仿真软件在国内外许多污水处理厂的模拟仿真、升级评估、运行优化和故障诊断等方面得到了广泛应用。介绍了活性污泥系统中常用的通用仿真软件和污水处理专业仿真软件,对仿真软件在城市污水处理厂中的应用经验进行总结,并提出了仿真软件今后的发展方向。 展开更多
关键词 活性污泥 仿真软件 污水处理 数学模型
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基于ASM1的城市污水厂优化诊断与改造 被引量:7
19
作者 蓝梅 李雯 +2 位作者 吴宏举 王闯 顾国维 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期65-68,共4页
为满足新的污水排放标准,同时考虑降低运行成本、节省基建费用等因素,通过国际水协推出的活性污泥数学模型ASM1建立适用于污水厂实际运行状况的水质模型,对上海市长桥污水处理厂进行了工艺优化诊断,并提出了改造方案,确保工艺运行经济... 为满足新的污水排放标准,同时考虑降低运行成本、节省基建费用等因素,通过国际水协推出的活性污泥数学模型ASM1建立适用于污水厂实际运行状况的水质模型,对上海市长桥污水处理厂进行了工艺优化诊断,并提出了改造方案,确保工艺运行经济、高效,出水水质能够稳定达标。 展开更多
关键词 污水处理厂 工艺优化诊断 活性污泥数学模型 改造
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活性污泥系统中自养菌浓度及生长动力学参数测定 被引量:9
20
作者 唐书娟 吴志超 +1 位作者 周振 马菲菲 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期271-274,共4页
利用批式呼吸计量法测定了实际污水处理厂厌氧/缺氧/好氧工艺和小试装置厌氧/好氧工艺好氧池内自养菌(Xh)的浓度及其最大比生长速率常数(μA)。结果表明,活性污泥系统中Xh与混合液挥发性悬浮固体的比例为1.60%~2.34%,μA... 利用批式呼吸计量法测定了实际污水处理厂厌氧/缺氧/好氧工艺和小试装置厌氧/好氧工艺好氧池内自养菌(Xh)的浓度及其最大比生长速率常数(μA)。结果表明,活性污泥系统中Xh与混合液挥发性悬浮固体的比例为1.60%~2.34%,μA实测值为0.69~0.76d-1,测定结果有较好的重现性,且与文献值非常接近,说明该方法具有较高的准确度和精密度。 展开更多
关键词 活性污泥 自养菌 数学模型 最大比生长速率
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