關(guān)于廢水生物處理系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型第1頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.1概述3.1.1廢水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介3.1.2

活性污泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)和管理3.1.3

活性污泥系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型研究現(xiàn)狀和意義第2頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖3-1廢水處理工藝3.1.1廢水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介格柵沉砂一沉池消毒低效處理穩(wěn)定塘曝氣塘高效處理活性污泥生物濾池生物轉(zhuǎn)盤(pán)二沉池消毒三級(jí)處理二級(jí)處理一級(jí)處理預(yù)處理溶解性固體反滲透電解蒸餾有機(jī)物活性炭吸附懸浮物化學(xué)絮凝過(guò)濾除磷化學(xué)沉淀脫氮硝化-反硝化離子交換折點(diǎn)氯化吹脫OVERLAND污泥處理生物處理濃縮、消化脫水、過(guò)濾離心、干化非生物處理濃縮、調(diào)理脫水、過(guò)濾離心、焚燒進(jìn)水出水出水出水污泥處置消毒第3頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月混合液內(nèi)回流曝氣池

缺氧

好氧二沉池污泥回流厭氧缺氧好氧污泥回流混合液內(nèi)回流曝氣池二沉池圖3-2A/O法工藝圖3-3A/A/O法工藝第4頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月回流污泥剩余污泥進(jìn)水曝氣刷氧化溝二沉池

進(jìn)水反應(yīng)沉淀排水

排泥12345進(jìn)水圖3-4氧化溝工藝圖3-5SBR工藝第5頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Fw=0.2～0.4kgBOD/(kgMLSS·d)Fr=0.4～0.9kgBOD/(m3池容·d)污泥負(fù)荷法：泥齡法：

Y=0.4～0.8（20℃，有初沉池）；

Kd=0.04～0.075(20℃)；

3.1.2活性污泥系統(tǒng)設(shè)計(jì)和管理數(shù)學(xué)模型法：第6頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.1.3活性污泥系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型研究現(xiàn)狀和意義現(xiàn)狀及發(fā)展1986年IAWQ（InternationalAssociationonWaterQuality）組織南非、丹麥、美國(guó)、瑞士、日本五國(guó)專(zhuān)家，經(jīng)3年研究，推出去除污水中碳和氮的活性污泥1號(hào)模型（ActivatedSludgeModelN0.1，ASM1）。1995年推出ASM2和ASM2d，增加了生物除磷過(guò)程。1999年推出了ASM3。意義優(yōu)化設(shè)計(jì)污水廠運(yùn)行和管理新工藝開(kāi)發(fā)科研和教學(xué)第7頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2活性污泥系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型3.2.1ASM13.2.2ASM2、ASM2d、ASM33.2.3二沉池模型3.2.4活性污泥系統(tǒng)綜合模型第8頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.1ASM1ASM1采用了Dold等人1980年提出的死亡—再生（Death-regeneration）理論對(duì)單級(jí)活性污泥系統(tǒng)的碳氧化、硝化和反硝化三種主要生物學(xué)過(guò)程中的相關(guān)速率進(jìn)行了定量描述。它采用了矩陣結(jié)構(gòu)的表達(dá)方式，將污水中的組分依據(jù)生物反應(yīng)特性劃分為13項(xiàng)，并將微生物的增長(zhǎng)、衰減及水解等過(guò)程從呼吸過(guò)程中電子受體的角度劃分為8個(gè)過(guò)程，對(duì)每一個(gè)過(guò)程的速率描述采用雙重Monod模式。這種矩陣表達(dá)方式，使得模型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，速率表達(dá)清晰，化學(xué)計(jì)量關(guān)系準(zhǔn)確。目前歐美各國(guó)廣泛使用的活性污泥各種設(shè)計(jì)及模擬軟件均以此模型作為基礎(chǔ)。

第9頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖3-6微生物反應(yīng)過(guò)程機(jī)理底物微生物代謝殘余物O2CO2+H2OO2CO2+H2O生長(zhǎng)衰減C：內(nèi)源呼吸理論A：維持理論底物存活細(xì)胞非存活細(xì)胞生長(zhǎng)O2CO2+H2O酶反應(yīng)代謝殘余物衰亡O2CO2+H2O？O2CO2+H2O代謝殘余物微生物不溶底物不溶貯存物貯存物質(zhì)水解死亡生長(zhǎng)O2CO2+H2OB：死亡—再生理論第10頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工藝過(guò)程↓ji觀察到的轉(zhuǎn)換速率（ML-3T-1)-11網(wǎng)捕性有機(jī)氮的水解8-11網(wǎng)捕性有機(jī)物的水解7-11可溶性有機(jī)氮的氨化6fP-1自養(yǎng)菌的衰減5fP-1異養(yǎng)菌的衰減41自養(yǎng)菌的好氧生長(zhǎng)3-iXB1異養(yǎng)菌的缺氧生長(zhǎng)2-iXB1異養(yǎng)菌的好氧生長(zhǎng)1工藝過(guò)程速率ρj(ML-3T-1)13SO12SALK11XND10SND9SNH8SNO7XP6XB.A5XB.H4XS3XI2SS1SI組分→化學(xué)計(jì)量參數(shù)：異養(yǎng)菌的產(chǎn)率系數(shù):YH自養(yǎng)菌的產(chǎn)率系數(shù):YA微生物衰減的顆粒態(tài)產(chǎn)物比例系數(shù):fP

N在生物量COD中的比例:iXB衰減的顆粒態(tài)產(chǎn)物中的N/C（COD）:iXP

動(dòng)力學(xué)參數(shù)：異養(yǎng)菌的生長(zhǎng)與衰減：μHKSKO.HKNObH自養(yǎng)菌的生長(zhǎng)與衰減：μAKNHKO.AbA異養(yǎng)菌缺氧生長(zhǎng)的校正因子：ηg氨化作用：ka水解作用：khKX缺氧水解的校正因子：ηh

堿度[摩爾單位]（HCO3-）

顆粒態(tài)可生物降解有機(jī)氮[M（N）L-3]溶解態(tài)可生物降解有機(jī)氮[M（N）L-3]

氨氮[M（N）L-3]（NH4+—N+NH3—N）

硝酸鹽與亞硝酸鹽氮[M（N）L-3]（NO3-—N+NO2-—N）

氧[M（COD）L-3]微生物衰減的顆粒態(tài)產(chǎn)物[M（COD）L-3]自養(yǎng)菌生物量[M（COD）L-3]

異養(yǎng)菌生物量[M（COD）L-3]慢速可生物降解基質(zhì)[M（COD）L-3]

顆粒態(tài)惰性有機(jī)物[M（COD）L-3]

快速生物降解基質(zhì)[M（COD）L-3]

溶解態(tài)惰性有機(jī)物[M（COD）L-3]

表3-1ASM1模型速率表達(dá)式矩陣表第11頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.1ASM13.2.1.1模型的假設(shè)、限制與約束條件3.2.1.2生物學(xué)工藝過(guò)程3.2.1.3過(guò)程參數(shù)（組分）3.2.1.4典型參數(shù)3.2.1.5過(guò)程速率表達(dá)式3.2.1.6組分速率的表達(dá)式第12頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.1.1模型的假設(shè)、限制與約束條件

（1）所有生物反應(yīng)均在恒定溫度下進(jìn)行。由于大多數(shù)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)都與溫度有關(guān)，其相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系符合Arrenvunis方程。（2）pH值恒定并維持在中性狀態(tài)。（3）速率系數(shù)與入流組分和負(fù)荷變化無(wú)關(guān)。（4）氮、磷和其它無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物的水平對(duì)微生物的增長(zhǎng)和反應(yīng)沒(méi)有影響。（5）反硝化的校正因數(shù)ηg和ηh對(duì)給定污水為恒定值。（6）硝化速率系數(shù)恒定。（7）異養(yǎng)生物量為均一的并不隨時(shí)間發(fā)生種屬上的變化，這一假設(shè)與動(dòng)力學(xué)系數(shù)恒定的假設(shè)在本質(zhì)是一致的，即基質(zhì)濃度梯度、反應(yīng)器構(gòu)造等對(duì)活性污泥沉降性能沒(méi)有影響。第13頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（8）顆粒態(tài)有機(jī)物質(zhì)的生物網(wǎng)捕瞬間完成。

（9）有機(jī)物質(zhì)與有機(jī)氮的水解以相同的速率同時(shí)發(fā)生。

（10）微生物的衰減與電子受體的形式無(wú)關(guān)。

第14頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月異養(yǎng)菌的好氧增長(zhǎng)異養(yǎng)菌的缺氧增長(zhǎng)自養(yǎng)菌的好氧增長(zhǎng)異養(yǎng)菌的衰減自養(yǎng)菌的衰減可溶性有機(jī)氮的氨化網(wǎng)捕有機(jī)物的水解網(wǎng)捕有機(jī)氮的水解微生物增長(zhǎng)微生物衰減氨化水解3.2.1.2生物學(xué)工藝過(guò)程第15頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.1.3過(guò)程參數(shù)（組分）COD：N：其它：SNH

氨態(tài)氮（NH3-N）；SNO

硝態(tài)氮（NO2-N+NO3-N）SND

溶解態(tài)可生物降解有機(jī)氮XND

顆粒態(tài)可生物降解有機(jī)氮

SI

溶解態(tài)惰性有機(jī)物質(zhì)SS

快速生物降解有機(jī)物XI

顆粒態(tài)惰性有機(jī)物XS

顆粒態(tài)慢速生物降解基質(zhì)XB，H

異養(yǎng)微生物量

XB，A

自養(yǎng)微生物量

XP

由微生物衰減而產(chǎn)生的顆粒態(tài)產(chǎn)物

氧ＳＯ

堿度ＳＡＬＫ第16頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月符號(hào)

名

稱(chēng)

單

位

10℃值

20℃值

YA

自養(yǎng)菌產(chǎn)率

g細(xì)胞COD/gN氧化

0.24

0.24

YH

異養(yǎng)菌產(chǎn)率

g細(xì)胞COD/gCOD氧化

0.67

0.67

fp

生物量中可轉(zhuǎn)化為顆粒性產(chǎn)物的比例

無(wú)量綱

0.08

0.08

iXB

氮占生物量COD的比例

gN/gCOD

0.086

0.086

iXP

顆粒性衰減產(chǎn)物COD中氮的比例

gN/gCOD

0.06

0.06

3.2.1.4典型參數(shù)

表3-2化學(xué)計(jì)量參數(shù)值第17頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月符號(hào)

名

稱(chēng)

單

位

10℃值

20℃值

μH

異養(yǎng)菌最大比增長(zhǎng)速率

day

-1

3.0

6.0

KS

異養(yǎng)菌半飽和系數(shù)

gCOD/m3

20.0

20.0

KOH

異養(yǎng)菌的氧半飽和系數(shù)

gO2/m3

0.20

0.20

KNO

反硝化菌的硝酸鹽半飽和系數(shù)

gNO3-N/m3

0.50

0.50

bH

異養(yǎng)菌的衰減系數(shù)

day

-1

0.20

0.62

ηg

缺氧條件下的μH校正因子

無(wú)量綱

0.8

0.8

ηh

缺氧條件下水解校正因子

無(wú)量綱

0.4

0.4

Kh

最大比水解速率

gCOD/gCOD·d

1.0

3.0

KX

慢速可生物降解基質(zhì)水解的半飽和系數(shù)

gCOD/gCOD

0.01

0.03

μA

自養(yǎng)菌最大比增長(zhǎng)速率

day

-1

0.3

0.8

KNH

自養(yǎng)菌的氨半飽和系數(shù)

gNH3-N/m3

1.0

1.0

KOA

自養(yǎng)菌的氧半飽和系數(shù)

0.4

0.4

bA

自養(yǎng)菌衰減系數(shù)

-

·

m3·COD/g·d0.040.08go2/m3Ka氨化速率day-10.050.05表3-3動(dòng)力學(xué)參數(shù)第18頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.1.4過(guò)程速率表達(dá)式1.異養(yǎng)菌的好氧生長(zhǎng)SSSOSNHSALKXB，H1-iXB第19頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.異養(yǎng)菌的缺氧生長(zhǎng)SSSNOSNHSALKXB，H-iXB1第20頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.自養(yǎng)菌好氧生長(zhǎng)SNHSOSALKXB，ASNO1第21頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.異養(yǎng)菌的衰減5.自異養(yǎng)菌的衰減-1fp1-fpiXB-fpiXP-1fp1-fpiXB-fpiXP第22頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6.溶解性有機(jī)氮的氨化7.不易生物降解有機(jī)物水解-111-1第23頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8.顆粒性有機(jī)氮的水解-11第24頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.1.6組分速率的表達(dá)式任一生物過(guò)程j中的任一組分i的速率γij為該過(guò)程的速率表達(dá)式ρj與其相應(yīng)的速率系數(shù)νij的乘積，即：一個(gè)組分在整個(gè)系統(tǒng)中的速率則為相應(yīng)過(guò)程速率之和，即：

第25頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月SI：SS：XI：XS：XB，H：XB，A：第26頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月XP：S0：SNO：SNH：SND：第27頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月XND：SALK：第28頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.3二沉池模型（分層沉淀模型）進(jìn)水層頂層底層12345678910第29頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月))105421CiupAXQJ22.=CidnAXQJ33.=CidnAXQJ44.=CidnAXQJ44.=CidnAXQJ55.=CidnAXQJ99.=JS.1=min(VS.1X1,orVS.2X2)orJS.1=VS.1X1,ifX2≤XtJS.2=min(VS.2X2,orVS.3X3)orJS.2=VS.2X2,ifX3≤XtJS.3=min(VS.3X3,orVS.4X4)orJS.3=VS.3X3,ifX4≤XtJS.4=min(VS.4X4,orVS.5X5)JS.5=min(VS.5X5,orVS.6X6)JS.9=min(VS.9X9,orVS.10X10QrX10--QiX1--------++++++++水流運(yùn)動(dòng)重力沉降頂層進(jìn)水層底層()cinirAXQQ+105421CiupAXQJ22.=CidnAXQJ33.=CidnAXQJ44.=CidnAXQJ44.=CidnAXQJ55.=CidnAXQJ99.=JS.1=min(VS.1X1,orVS.2X2)orJS.1=VS.1X1,ifX2≤XtJS.2=min(VS.2X2,orVS.3X3)orJS.2=VS.2X2,ifX3≤XtJS.3=min(VS.3X3,orVS.4X4)orJS.3=VS.3X3,ifX4≤XtJS.4=min(VS.4X4,orVS.5X5)JS.5=min(VS.5X5,orVS.6X6)JS.9=min(VS.9X9,orVS.10X10QrX10--QiX1--------++++++++水流運(yùn)動(dòng)重力沉降頂層進(jìn)水層底層()cinirAXQQ+圖3-7分層沉淀池各層物料平衡圖2-8第30頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Takacs二沉池顆粒沉淀的綜合沉速表達(dá)式：式中：vsj—實(shí)際沉速，m/d；

v0—最大理論沉速，m/d；

v0’—最大實(shí)際沉速，m/d；

—可沉降顆粒濃度，g/m3；

rh—干擾沉淀區(qū)顆粒沉淀系數(shù)，m3/g；

rp—絮凝沉淀區(qū)顆粒沉淀系數(shù)，m3/g。第31頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月可沉降顆粒濃度與總顆粒濃度的關(guān)系為：

其中：fns—不可沉降顆粒比例；

Xj—總顆粒濃度，g/m3。第32頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月表3-4Takacs綜合沉降速度表達(dá)式參數(shù)名稱(chēng)符號(hào)數(shù)值單位最大實(shí)際沉降速率v0’250m/day最大理論沉降速率v0474m/day干擾沉淀的沉降參數(shù)rh0.000576m3/gSS絮凝沉淀的沉降參數(shù)rp0.00286m3/gSS不可沉降固體比例fns0.00228無(wú)量綱第33頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.2.4活性污泥系統(tǒng)綜合模型活性污泥處理工藝有許多種形式（如氧化溝、A/O、SBR等），但根據(jù)反應(yīng)器原理任何一個(gè)實(shí)際反應(yīng)器內(nèi)的流態(tài)都可以用N個(gè)串聯(lián)的理想完全混合反應(yīng)器來(lái)表示，從而使實(shí)際反應(yīng)器內(nèi)的復(fù)雜流態(tài)（短流、渦流等）簡(jiǎn)單化，N值可通過(guò)示蹤方法（或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)）確定。

第34頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圖3-8活性污泥系統(tǒng)綜合模型工藝流程Qr,ZrQr,ZrQr,ZrQr,ZrQu,ZuQu,ZuQw,ZwQw,ZwQ0,Z0Unit1UnitNQf,ZfQe,Zem=1m=6m=10Qe,Zem=1m=6m=10沉淀池第35頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圖3-9n個(gè)完全混合型反應(yīng)器串聯(lián)時(shí)的階躍輸入響應(yīng)0.20.30.40.50.60.70.80.91.01.100.511.522.5300.1濃度（C）時(shí)間(t)n=1n=2n=5n=10n=∞τττ第36頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖3-10n個(gè)完全混合型反應(yīng)器串聯(lián)時(shí)的脈沖輸入響應(yīng)00.250.50.7511.251.51.7522.252.500.250.50.7511.251.51.752時(shí)間(t)濃度（C）n=1n=2n=5n=10n=25n=75ττn=∞第37頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圖3—11活性污泥系統(tǒng)綜合模型的構(gòu)成

固體通量模型活性污泥系統(tǒng)模型

固液分離子系統(tǒng)生物反應(yīng)子系統(tǒng)子系統(tǒng)連接：模型組分轉(zhuǎn)換關(guān)系混合液生物反應(yīng)器二沉池回流污泥動(dòng)力學(xué)模型ASM1

水力傳遞模型多級(jí)CSTR串聯(lián)模型第38頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3活性污泥系統(tǒng)模擬軟件的編寫(xiě)3.3.1總體框圖3.3.2模擬工藝流程3.3.3物料平衡式3.3.4數(shù)值計(jì)算3.3.5編程3.3.6模擬軟件的校準(zhǔn)第39頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)力學(xué)參數(shù)化學(xué)計(jì)量參數(shù)反應(yīng)器參數(shù)入流組分控制參數(shù)沉淀池參數(shù)串聯(lián)式完全混合反應(yīng)器控制參數(shù)反應(yīng)速率表達(dá)式（ASM1）固體通量表達(dá)式沉淀池出流組分輸入計(jì)算輸出輸出表格與圖象動(dòng)力學(xué)參數(shù)化學(xué)計(jì)量參數(shù)反應(yīng)器參數(shù)入流組分控制參數(shù)沉淀池參數(shù)串聯(lián)式完全混合反應(yīng)器控制參數(shù)反應(yīng)速率表達(dá)式（ASM1）固體通量表達(dá)式沉淀池出流組分出流組分輸入計(jì)算輸出輸入數(shù)值、表格與圖象輸出表格與圖象動(dòng)力學(xué)參數(shù)化學(xué)計(jì)量參數(shù)反應(yīng)器參數(shù)入流組分控制參數(shù)沉淀池參數(shù)串聯(lián)式完全混合反應(yīng)器控制參數(shù)反應(yīng)速率表達(dá)式（ASM1）固體通量表達(dá)式沉淀池出流組分出流組分輸入計(jì)算輸出輸出表格與圖象動(dòng)力學(xué)參數(shù)化學(xué)計(jì)量參數(shù)反應(yīng)器參數(shù)入流組分控制參數(shù)沉淀池參數(shù)串聯(lián)式完全混合反應(yīng)器控制參數(shù)反應(yīng)速率表達(dá)式（ASM1）固體通量表達(dá)式沉淀池出流組分出流組分輸入計(jì)算輸出輸入數(shù)值、表格與圖象輸出表格與圖象圖3-12模擬器總體框圖3.3.1總體框圖第40頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月Q0,Z0Unit1UnitMUnit1UnitNQf,ZfQr,ZrQr,ZrQu,ZuQe,ZeQw,Zwm=1m=6m=10Qr,ZrQr,ZrQu,ZuQe,ZeQw,Zwm=1m=6m=10Qa,Za沉淀池缺氧（M個(gè)）好氧（N個(gè)）

3.3.2模擬工藝流程圖3-13模擬工藝流程第41頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3.3物料平衡式生物反應(yīng)器輸入量-輸出量+反應(yīng)消耗量（或生成）=反應(yīng)器內(nèi)的累積量∴Unit1∴Unit2—M+N：對(duì)于SO：其它：第42頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二沉池：

輸入-輸出=每一層內(nèi)的累積∴入流層（m=6）：∴入流層和底層之間（m=2—5）：第43頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月∴底層（m=1）：∴入流層和頂層之間（m=7—9）以上式中：第44頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月∴頂層（m=10）式中：第45頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3.4數(shù)值計(jì)算

用數(shù)值積分法求組分濃度穩(wěn)態(tài)解，數(shù)值積分采用Eular法。

第46頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3.5編程編程時(shí)為了表達(dá)清楚、操作方便，把程序分為五個(gè)部分：Modulel1：定義生物反應(yīng)器中的各參數(shù)及變量，用函數(shù)的形式定義過(guò)程速率、組分速率和生物反應(yīng)器的物料平衡式。

Module2：給活性污泥系統(tǒng)所有變量及參數(shù)賦初始值。Module3：數(shù)值積分求組分穩(wěn)態(tài)解。Module4：沉淀池的通量表達(dá)式和物料平衡式函數(shù)窗體：輸出模擬的計(jì)算結(jié)果。

第47頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月全局變量說(shuō)明

動(dòng)力學(xué)參數(shù)化學(xué)計(jì)量參數(shù)過(guò)程速率函數(shù)反應(yīng)速率函數(shù)物料平衡微分方程函數(shù)t（t≥0）時(shí)刻進(jìn)

水水質(zhì)濃度Zt+1=Zt+(dZ/dt)△tXt+1=Xt+(dx/dt)△t

判斷是否達(dá)到穩(wěn)態(tài)

輸出穩(wěn)態(tài)值、時(shí)間及控制參數(shù)

Zt=Zt+1Xt=Xt+1否是

圖3-14程序總體框圖第48頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

軟件主界面

第49頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第50頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月動(dòng)力學(xué)與化學(xué)計(jì)量參數(shù)設(shè)定第51頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

進(jìn)水各組分濃度設(shè)定

第52頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.3.6模擬軟件的校準(zhǔn)90%以上的組分濃度值與基準(zhǔn)值完全相同，其余幾個(gè)組分的最大誤差為0.28%，小于COST模擬基準(zhǔn)規(guī)定的誤差值0.5%。本研究開(kāi)發(fā)的模擬器建立的思路和計(jì)算方法完全正確，可以用于污水處理廠活性污泥系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理第53頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3.4活性污泥系統(tǒng)模擬軟件的應(yīng)用西安市規(guī)劃建設(shè)第四污水處理廠，設(shè)計(jì)規(guī)模：55萬(wàn)m3。

表3-5設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)要求指標(biāo)PH水溫BODCODNH3-NSS處理前6-910-20℃200mg/l400mg/l30mg/l250mg/l處理后6-9/≤20mg/l≤60mg/l≤15mg/l≤20mg/l第54頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

圖3-15A1/O（缺氧+好氧活性污泥法）工藝流程圖第55頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月入流組分測(cè)定：01020304050607080占總COD比例（%）SISSXIXSXBH組分歐洲基準(zhǔn)第四污水處理廠圖3-16第四污水處理廠入流中含碳有機(jī)物的測(cè)定結(jié)果第56頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖3-17第四污水處理廠入流中含氮物質(zhì)的測(cè)定結(jié)果入流組分測(cè)定：010203040濃度（mg/l)SNOSNHSNDXND組分歐洲基準(zhǔn)第四污水處理廠第57頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月05101520253035404550141618202224262830曝氣池總體積（萬(wàn)m3)COD,BOD,SS,TN(mg/l)CODBODSSNH3-NTN

圖3-18曝氣池體積與出水水質(zhì)關(guān)系第58頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1616.51717.51818.519141618202224262830曝氣池體積（萬(wàn)m3)總需氧量（萬(wàn)kgO2/d）44.555.566.57剩余污泥量（萬(wàn)kg/d)總需氧量剩余污泥量

圖3-19曝氣池體積與總需氧量和剩余污泥量關(guān)系第59頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月費(fèi)用函數(shù)運(yùn)行費(fèi)用基建投資費(fèi)用總費(fèi)用函數(shù)第60頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

西安市第四污水處理廠設(shè)計(jì)結(jié)果缺氧池設(shè)計(jì)水量：55萬(wàn)m3/d總有效體積：5萬(wàn)m3/d停留時(shí)間：2.17h混合液濃度：3500～4000mg/l好氧池設(shè)計(jì)水量：55萬(wàn)m3/d總有效體積：15萬(wàn)m3/d停留時(shí)間：6.53h混合液濃度：3500～4000mg/l混合液回流比：200%溶解氧濃度：1～3mg/l總泥齡：大于10d污泥負(fù)荷：0.14kgBOD5/(kgMLSSd)二沉池停留時(shí)間：4.5h水力負(fù)荷：0.87m3/(m2·h)污泥回流比：50～100%第61頁(yè)，課件共68頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月0500100015002000250030003500400045000510152025303540time(days)MLSS,XBH(mg/l)020406080100120140160180XBA(mg/l)XBHMLSSXBA

圖3-20啟