[發(fā)明專利]簡(jiǎn)化的污水處理過程活性污泥模型

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110062310.2
• 申請(qǐng)日: 2011-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN102682190A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于廣平;苑明哲;王宏;于海斌;滕琳琳;王景揚(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所;沈陽中科博微自動(dòng)化技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 李曉光

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污水處理技術(shù)，具體的說是一種簡(jiǎn)化的污水處理過程活性污泥模型。?

背景技術(shù)

近幾年國內(nèi)污水處理行業(yè)發(fā)展迅猛，無論從建設(shè)規(guī)模到設(shè)備水平都與國際接軌，但是我國污水處理行業(yè)的儀器儀表發(fā)展速度緩慢，污水處理企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)可測(cè)信息嚴(yán)重不足，一些關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)無法在線測(cè)量，這不僅影響了自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，增加了現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的工作強(qiáng)度，同時(shí)由于水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，當(dāng)前的出水水質(zhì)指標(biāo)只能反映水力停留時(shí)間(幾小時(shí)或十幾小時(shí))前的工藝運(yùn)行情況，無法作為反饋信息為當(dāng)前的工藝參數(shù)設(shè)定提供指導(dǎo)，導(dǎo)致活性污泥不能在較優(yōu)狀態(tài)下運(yùn)行。?

活性污泥數(shù)學(xué)模型是從表示基質(zhì)消耗與微生物生長(zhǎng)關(guān)系的Monod方程出發(fā)，結(jié)合化工領(lǐng)域的反應(yīng)器理論與微生物學(xué)理論，對(duì)基質(zhì)降解、微生物生長(zhǎng)等各參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系做定量描述。從上世紀(jì)50年代開始，經(jīng)過不斷的發(fā)展，出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的活性污泥數(shù)學(xué)模型。在眾多數(shù)學(xué)模型中，國際水協(xié)會(huì)(International?Water?Association，簡(jiǎn)稱IWA)推出的活性污泥1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)模型(Activated?Sludge?Model?NO.1，NO.2，NO.3，簡(jiǎn)稱ASM1，ASM2，ASM3)發(fā)展最成熟。尤其是ASM1模型，自發(fā)表以來受到國內(nèi)外環(huán)境工程界的廣泛關(guān)注，目前已成為活性污泥過程仿真和控制的重要理論基礎(chǔ)，是影響最大、應(yīng)用最廣的模型之一。?

ASM1包括了碳氧化、硝化和反硝化過程，描述了污水中好氧和缺氧條件下所發(fā)生的有機(jī)碳水解、微生物生長(zhǎng)和衰減等8個(gè)反應(yīng)過程，模型還包含13種組分和19個(gè)參數(shù)。我國污水處理廠的測(cè)量能力不足，模型組份中除了溶解氧，其余的模型組份濃度均不能進(jìn)行測(cè)量。尤其是國內(nèi)的污水處理廠，基本上只能夠測(cè)量COD(Chemical?Oxygen?Demanded，化學(xué)需氧量)、SS(Suspended?Solid，固體懸浮物)、5日生化需氧量BOD5等常規(guī)水質(zhì)分析指標(biāo)。復(fù)雜的模型結(jié)構(gòu)和眾多的參數(shù)在一定程度上限制了模型的應(yīng)用。限于污水處理廠的設(shè)計(jì)、運(yùn)行水平和現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表的水質(zhì)檢測(cè)能力，直接應(yīng)用整套模型進(jìn)行污水處理過程的系統(tǒng)仿真和出水水質(zhì)預(yù)測(cè)具有一定的困難。因此，急需一種針對(duì)于我國污水處理行業(yè)特點(diǎn)，適用于我國污水處理企業(yè)的簡(jiǎn)化的污水處理過程活性污泥模型。?

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中污水處理過程存在的應(yīng)用整套模型進(jìn)行污水處理過程的系統(tǒng)仿真和出水水質(zhì)預(yù)測(cè)具有一定的困難、污水處理廠一些關(guān)鍵水質(zhì)指?標(biāo)無法在線測(cè)量等不足之處，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于我國污水處理企業(yè)的簡(jiǎn)化的活性污泥模型。?

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：?

本發(fā)明簡(jiǎn)化的污水處理過程活性污泥模包括以下步驟：?

對(duì)現(xiàn)有模型進(jìn)行簡(jiǎn)化：結(jié)合我國污水處理廠的實(shí)際情況，以碳的氧化過程、參考出水COD作為出水是否合格的主要依據(jù)，對(duì)活性污泥1號(hào)數(shù)學(xué)模型ASM1模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)化后的模型只包含7種組分、3個(gè)反應(yīng)過程和8個(gè)參數(shù)；?

對(duì)簡(jiǎn)化后的模型進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換：在污水處理廠的入水口，建立將常規(guī)水質(zhì)分析指標(biāo)轉(zhuǎn)化為模型組分濃度的轉(zhuǎn)換模型；在污水處理廠的出水口，建立將當(dāng)前可知的出水組分濃度轉(zhuǎn)化為常規(guī)水質(zhì)分析指標(biāo)的轉(zhuǎn)換模型；?

模型修正：根據(jù)水溫變化的幅度將一年分為四個(gè)階段，根據(jù)Arrhenius公式對(duì)模型參數(shù)校正，得到簡(jiǎn)化的污水處理過程活性污泥模型。?

所述簡(jiǎn)化后的模型針對(duì)傳統(tǒng)推流式活性污泥法處理工藝，僅考慮異養(yǎng)菌好氧條件下的碳氧化過程和顆粒性有機(jī)物的水解過程。?

所述現(xiàn)有模型根據(jù)IWA提供的benchmark數(shù)據(jù)文件，對(duì)進(jìn)水COD濃度中含量低于1％的組成組分忽略不計(jì)。?

所述現(xiàn)有模型不考慮溶解氧、氮磷以及其他無機(jī)營(yíng)養(yǎng)物對(duì)有機(jī)物去除及細(xì)胞生長(zhǎng)和消亡的影響。?

所述7種組分為S_I、S_S、X_I、X_S、X_B，H、X_P、S_O。?

所述8個(gè)參數(shù)為：Y_H、f_P、μ_H、K_S、K_O，H、b_H、k_h、K_X。?

所述3個(gè)反應(yīng)過程為異氧菌的好氧生長(zhǎng)過程、異氧菌的衰減過程以及顆粒狀有機(jī)物的水解過程。?