活性污泥动力学模型及数值模拟导论PDF电子书下载

1 概论 1

1.1 引言 1

1.2 活性污泥法生物去除机理研究进展 1

1.2.1 有机物质生物去除机理 1

1.2.2 生物脱氮机理 3

1.2.3 生物除磷机理 4

1.3 活性污泥法生物场数学模型 5

1.3.1 传统活性污泥法生物动力学模型 5

1.3.2 活性污泥法结构化模型研究进展 7

1.4 活性污泥反应器水力学模型 12

1.4.1 理想流动模型 12

1.4.2 非理想流动模型 13

1.5 活性污泥法温度场模型研究进展 14

1.6 活性污泥法多场耦合模型 15

1.6.1 生物场-水力场耦合模型 15

1.6.2 生物场-水力场-温度场耦合模型 16

1.6.3 生物场-物化场耦合模型 16

1.7 二沉池模型研究进展 16

1.7.1 一维沉淀模型 17

1.7.2 二维、三维模型 17

1.7.3 改进的沉淀池模型 17

1.8 活性污泥法数学模型建立概述 18

1.8.1 数学模型的定义和特征 18

1.8.2 数学模型的分类 18

1.8.3 活性污泥系统模拟的一般方法 19

1.9 讨论与小结 20

参考文献 21

2 污水生物处理的基本工艺过程 29

2.1 生物处理系统的生物学 29

2.1.1 生物种群 29

2.1.2选择作用 30

2.2 生物处理系统中的转化过程 32

2.2.1 生物增长 33

2.2.2 7 水解过程 33

2.2.3 衰减过程 34

2.3 有机物的好氧异养转化 34

2.3.1 好氧异养转化的反应过程 34

2.3.2 好氧异养转化的产率系数 35

2.3.3 好氧异养转化中的营养物 36

2.3.4 好氧异养转化的动力学 36

2.3.5 异养微生物的好氧转化 37

2.3.6 环境因素对好氧异养转化的影响 37

2.4 硝化过程 40

2.4.1 硝化反应 40

2.4.2 碱度 41

2.4.3 硝化动力学 41

2.4.4 环境因素对硝化的影响 41

2.5 反硝化过程 45

2.5.1 反硝化反应 45

2.5.2 反硝化的产率系数 45

2.5.3 营养物 46

2.5.4 碱度 46

2.5.5 反硝化动力学 46

2.5.6 环境因素对反硝化的影响 46

2.6 生物除磷过程 48

2.6.1 生物除磷反应 48

2.6.2 生物除磷的产率系数 49

2.6.3 碱度 49

2.6.4 生物除磷动力学 49

2.6.5 生物除磷的环境因素 50

2.7 厌氧过程 51

2.7.1 厌氧反应 51

2.7.2 厌氧过程的产率系数 52

2.7.3 厌氧过程中的有机物 53

2.7.4 厌氧过程中的碱度 53

2.7.5 厌氧过程的动力学 53

2.7.6 产气过程 53

2.7.7 厌氧过程的环境影响因素 54

2.8 讨论与小结 55

参考文献 55

3 活性污泥基本动力学模型 57

3.1 概述 57

3.1.1 活性污泥模型概述 57

3.1.2 活性污泥模型格式与符号 58

3.2 ASM1模型 59

3.2.1 ASM1模型概述 59

3.2.2 ASM1模型矩阵 60

3.3 ASM2模型 62

3.3.1 ASM2模型概述 62

3.3.2 ASM2模型矩阵 62

3.4 ASM2d模型 65

3.4.1 ASM2d模型概述 65

3.4.2 ASM2d模型矩阵 66

3.5 ASM3模型 69

3.5.1 ASM3模型概述 69

3.5.2 ASM3模型矩阵 70

3.6 讨论与小结 73

参考文献 73

4 活性污泥营养物质去除模型 75

4.1 概述 75

4.2 UCTPHO模型 75

4.2.1 模型概述 75

.4.2.2 模型动力学和化学计量学 76

4.3 B＆D模型 81

4.3.1 模型概述 81

4.3.2 模型动力学和化学计量学 83

4.4 TUDP模型 90

4.4.1 模型概述 90

4.4.2 模型动力学和化学计量学 90

4.5 ASM3 Bio-P模型 92

4.5.1 模型概述 92

4.5.2 模型动力学和化学计量学 92

4. 6 两步硝化模型 96

4.6.1 模型概述 96

4.6.2 模型动力学与化学计量学 96

4.7 BNRM1模型 100

4.7.1 模型概述 100

4.7.2 模型动力学与化学计量学 100

4.8 活性污泥全耦合模型FCASMs 104

4.8.1 模型概述 104

4.8.2 FCASM2模型 104

4.8.3 FCASM3模型 111

4.9 讨论与小结 129

参考文献 129

5 活性污泥系统多场耦合模型 131

5.1 概述 131

5.2 生物场-水力场耦合模型 131

5.2.1 Lee模型 131

5.2.2 FCASM2-Hydro耦合模型 132

5.3 生物场-水力场-温度场耦合模型 135

5.3.1 General模型 135

5.3.2 FCASM3-Hydro-Temp耦合模型 138

5.4 讨论与小结 141

参考文献 141

6 模型进水组分与参数测定 143

6.1 概述 143

6.2 污水常规水质指标测定方法简介 143

6.2.1 有机组分的测定 143

6.2.2 氮的测定 149

6.2.3 磷酸盐的测定 150

6.3 呼吸实验原理与测量技术 151

6.3.1 呼吸实验原理 151

6.3.2 电解质呼吸仪 151

6.3.3 测量液相中溶解氧浓度的呼吸测量技术 152

6.4 模型主要动力学参数的测定 154

6.4.1 异养菌衰减系数6H的测定 154

6.4.2 异养菌最大比增长速率μmH的测定 155

6.4.3 自养菌最大比增长速率μmA的测定 156

6.5 讨论与小结 157

参考文献 158

7 模型参数识别 159

7.1 概述 159

7.2 专家法 159

7.3 过程工程法 159

7.4 灵敏度分析法 160

7.5 其它数学方法 162

7.6 讨论与小结 162

参考文献 162

8 A／A／O污水处理工艺数值模拟及应用 163

8.1 概述 163

8.2 A／A／O污水处理系统的工艺简介 163

8.3 A／A／O污水处理系统的FCASM3-Hydro-Temp耦合模型 164

8.3.1 A／A／O 工艺FCASM3-Hydro-Temp耦合模型假设 164

8.3.2 A／A／O工艺FCASM3 Hydro-Temp耦合模型建立 164

8.4 A／A／O污水处理工艺的可视化模拟 167

8.4.1 数值模拟方法 167

8.4.2 数值模拟结果分析 169

8.5 A／A／O污水处理工艺的优化分析 183

8.5.1 A／A／O 工艺参数优化分析 183

8.5.2 A／A／O工艺水力条件影响分析 188

8.5.3 A／A／O 工艺水温影响分析 192

8.6 讨论与小结 195

参考文献 195

9 A／O污水处理工艺数值模拟及应用 197

9.1 概述 197

9.2 A／O污水处理系统的工艺简介 197

9.3 A／O污水处理系统的FCASM3-Hydro耦合模型 198

9.3.1 A／O工艺FCASM3-Hydro耦合模型假设 198

9.3.2 A／O工艺FCASM3-Hydro耦合模型建立 198

9.4 A／O污水处理工艺的可视化模拟 199

9.4.1 数值模拟方法 199

9.4.2 数值模拟结果分析 199

9.5 A／O污水处理工艺的优化分析 204

9.6 讨论与小结 208

参考文献 209

10 水蚯蚓-微生物共生系统细观机理耦合模型 211

10.1 概述 211

10.2 水蚯蚓-微生物共生系统细观机理耦合模型 212

10.2.1 模型假设 212

10.2.2 “水蚯蚓-微生物共生系统”细观机理模型建立 212

10.2.3 “水蚯蚓-微生物共生系统”细观机理耦合模型校验 216

10.3 “水蚯蚓-微生物共生系统”生物场-水力场耦合模型 217

10.3.1 T-FCASM-Hydro耦合模型建立 217

10.3.2 T-FCASM-Hydro耦合模型校验 219

10.4 水蚯蚓微生物生物场-水力场耦合模型应用 220

10.4.1 新型氧化沟工艺数值模拟应用 220

10.4.2 交替SBR 工艺数值模拟应用 228

10.4.3 Unitank工艺数值模拟应用 230

10.5 讨论与小结 236

参考文献 236

11 活性污泥污水处理厂数值模拟软件应用 239

11.1 概述 239

11.2 模型软件介绍 239

11.2.1 SSSP软件 239

11.2.2 EFOR软件 242

11.2.3 GPS-X软件 246

11.2.4 SIMBA软件 247

11.2.5 WEST软件 248

11.2.6 DESASS软件及其它 249

11.3 讨论与小结 251

参考文献 252

12 活性污泥模型机理及仿真应用新进展 253

12.1 活性污泥机理研究新进展 253

12.2 活性污泥机理模型新进展 254

12.3 活性污泥仿真应用新进展 255

参考文献 255