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1、会计学1新型组合工艺新型组合工艺CSTRUASBAFNMBR处理处理有机废水实验及数学建模有机废水实验及数学建模 2012.10.24 周三晚 讲解人员：讲解人员：%&*第1页/共36页1.简介简介2.实验实验3.结果与讨论结果与讨论4.数学建模数学建模5.总结总结第2页/共36页1简介简介第3页/共36页1.1 玉米深加工废水第4页/共36页1.2 目前国内的处理方法好氧好氧-厌氧厌氧联合生物处理法联合生物处理法第5页/共36页CSTR(产酸发酵反应罐)UASBAF(复合厌氧反应池)NMBR(新型多级环流膜生物反应器) (2)研究新型组合工艺的运行效能第6页/共36页厌氧消化模型ADM1活性
2、污泥模型ASM1 ADM1模型主要描述了厌氧消化中的生化和物化过程 ,共涉及厌氧体系中的七大类微生物、19个生化动力学过程、3个气液传质动力学过程 ,共有 2 6个组分和 8个隐式代数变量 ,能够对厌氧生物处理工艺进行较好的预测和模拟。ADM1提供了开放的建模平台以及与活性污泥模型 (ASM)的接口 ,可广泛应用于对各种厌氧 -好氧组合工艺的过程模拟。 活性污泥模型 ASM1 是由国际水协（IAWQ）在 1986 年提出的，基于已有的一些污水处理数学模型，模拟活性污泥系统的碳氮去除。活性污泥模型 ASM1以莫纳德化学反应和死亡再生理论作为基础，定义了污水中的可溶与颗粒性的 13 类组分，用矩阵
3、对反应过程中各组分的变化及关系进行阐述，还明确了 8个反应进程和 19 个参数来表征与之相应的动力学过程。 ASM1是目前为止国际上应用最成熟的废水处理数学模型。 第7页/共36页2第8页/共36页第9页/共36页第10页/共36页第11页/共36页第12页/共36页 第13页/共36页 NMBR 第14页/共36页第15页/共36页3第16页/共36页第17页/共36页 左图表示稳定运行期CSTR对BOD的去除情况，在稳定运行的155d内，CSTR反应器进水BOD值为32147654mg/L，平均进水BOD值为5434mg/L；出水BOD值为14653968mg/L，出水平均BOD值为224
4、0mg/L，BOD去除率为34.5%64.5%，平均值为49.1%。 通过以上分析表明，CSTR对玉米深加工废水的有机质具有一定的去除效果。第18页/共36页 从图中可以看出：在稳定运行的155d左右，UASBAF反应器在进水COD值（21455987mg/L）波动较大的情况下，一直保持着稳定的去除率（78.4%92.2%），平均COD去除率达到85.1%；出水COD非常稳定，一直在1100mg/L下，在绝大多数情况下UASBAF的出水COD值都低于800mg/L，平均值为560mg/L。 以上结果说明，UASBAF反应器不仅能够去除玉米深加工废水中的COD，而且系统比较稳定，进水浓度和负荷对
5、去除率影响不大。第19页/共36页 UASBAF的进水BOD值为14563698mg/L，出水BOD值为190605mg/L，平均出水BOD值仅为385mg/L，整个运行期间，UASBAF对BOD的平均去除率高达84%.第20页/共36页3.1.3 NMBR对有机质COD的去除效果第21页/共36页（2）NMBR对有机质BOD的去除效果。 出水BOD值为420mg/L，平均出水BOD值为10.09mg/L。实验结果表明，NMBR对有机质具有很高的去除效果第22页/共36页3.2 最佳运行条件确定24h12h18h6h 1-40d 41-80d 81-120d 121155d第23页/共36页
6、从上、左两表可知，当HRT 为6h时，出水水质不能满足中水回用的水质要求。 综上所述，将NMBR的最佳HRT 确定为12h，在该工况条件下，出水水质能够达到生活杂用水水质标准要求。第24页/共36页4第25页/共36页ADM1模型(1) ADM1模型的建立ADM1模型适用于完全混合式反应器第26页/共36页-从而建立结合碳氧化、硝化反硝化的活性污泥数学模型第27页/共36页1.参数调整参数调整4.2 模型调整模型调整调整对模拟误差影响较大的敏感参数2.参数的校正参数的校正要按顺序进行，每次仅可改变一个参数3.其他其他参数和计量数根据ADM1和ASM1的默认数据进行调整模拟。第28页/共36页A
7、DM1模拟ASM1模拟第29页/共36页CSTR数学模拟值与实测值对比图数学模拟值与实测值对比图 从图中可以看出，在稳定运行的155d，CSTR中COD的模拟出现较大的误差，相对误差为2.6%30.78%，平均值为12.26%。 造成ADM1模拟误差增大的可能原因如下：一是进水COD值较高，复杂大分子较多，水解比较困难；二是进水中的SS等难溶性组分含量高，造成出水实际COD值显著高于预测值。第30页/共36页UASBAF数学模拟值与实测值对比图 由上图UASBAF的模拟可以看出：ADM1 模型能够较好地模拟UASBAF中的出水COD值，在实验期间模拟值和实测值的相对误差为20.6926.08，
8、平均值为5.28。第31页/共36页 对于好氧设备的NMBR，基于ASM1处理的模型，从上图可以看出，模拟值与实测值基本吻合，相对误差为10.3310.53，平均相对误差1.16，表明静态数学模型在一定程度上能够模拟动态进水。第32页/共36页5第33页/共36页.新型组合工艺对玉米深加工废水的处理效能很好，在稳定运行阶段，系统对废水的COD和BOD去除率分别为 和 。12h99.43%99.78%.实验研究表明，新型多级环流式膜生物反应器的最适实验研究表明，新型多级环流式膜生物反应器的最适HRT为为 。.ADM1和和ASM1对系统的模拟结果相对误差为：对系统的模拟结果相对误差为：第34页/共36页谢谢观赏谢谢观赏第35页/共36页
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