论文部分内容阅读
本文主要针对城市污水处理SBR工艺缺点,提出新的SFBR工艺,并对其建立反映过程特点的数学模型和进行数学模拟研究。论文主要开展三个方面的研究,SFBR工艺数学模型推导、SFBR工艺数学模拟和SFBR工艺的影响因素分析。首先,根据微生物生长代谢机理以及反应系统组分变化特点,推导出了SFBR工艺数学模型。该数学模型是一个包含四个微分方程的方程组,其中有7个动力学参数和4个化学计量系数—Ks, KNO, KOA, KOH, KNH, YA, YH,μH,μA, iXB,ηg。其次,为了得到准确的数学模型,本文采用龙格—库塔法求解微分方程组,运用遗传算法搜索模型中的11个参数值。通过Matlab编程,当实验值与模型计算值误差ε=0.2451时,得到了11个参数的具体值:Ks=42.189, KNO=0.034, KOA=0.227, KOH=0.399, KNH=1.74, YA=0.01, YH=0.01,μH=0.026,μA=0.051, iXB=0.003,ηg=0.93。另外,应用另一组不同初始条件的SFBR工艺实验数据对模型准确性进行了验证。结果表明,本文中建立的SFBR模型能很好地反映系统组分过程变化特点。对模型参数的灵敏度进行分析,得出反映微生物生长代谢特点的参数YH,μH,YA,μA对模型的影响最大,灵敏度大小为YH>μH>YA>μA。最后,应用数学模型对影响SFBR工艺的诸多因素进行了分析,包括进水速率、初始微生物浓度、进水碳氮比和好厌氧时间组合,从微观上对SFBR工艺进行分析和探讨。结果表明,四个因素对SFBR工艺处理性能有着明显的影响,另外,从模拟结果可以发现,SFBR工艺可以实现微生物生长的按需加料,保持微生物稳定生长的适宜环境。