活性污泥模型应用指南

前言

中文版前言

致谢

第1章 概述

1.1 STR报告的必要性

1.2 STR报告的范围

1.3 STR报告的结构

1.4 模型的符号、术语、单位

1.5 推荐的阅读方法

第2章 活性污泥工艺模拟的现状

2.1 模型中所表达的实际

2.2 活性污泥工艺模型的发展史

2.3 活性污泥工艺模拟的应用实践

2.4 活性污泥工艺模拟的未来发展

第3章 现有指南

3.1 引言

3.2 已有指南

第4章 CMP统一协议

4.1 统一协议的达成

4.2 GMP统一协议一一结构概述

第5章 统一协议的步骤

5.1 项目定义

5.2 数据采集和协调

5.3 建立污水处理厂模型

5.4 校准和验证

5.5 模拟和结果解释

第6章 GMP应用矩阵

6.1 引言

6.2 应用举例

6.3 矩阵计分系统

6.4 应用矩阵

6.5 其他重要注意事项

6.6 基于应用矩阵的指南

第7章 GMP统一协议的应用实例

7.1 概述

7.2 计算污泥产量

7.3 评估污水处理厂脱氮能力

7.4 特定污水处理厂员工培训模型的开发

7.5 用于BEENYUP污水处理厂升级设计的全流程模型

第8章 活性污泥模型在工业废水处理中的应用

8.1 引言

8.2 与统一协议步骤的联系

8.3 污水来源

8.4 进水组分

8.5 微生物组分的影响

8.6 运行条件的变化

8.7 工业应用中的实验方法

8.8 工业应用的误区和建议

第9章 常见问题

词汇表

附录A 子模型说明

A.1 水力和传质模型

A.2 沉淀池模型

A.3 生物动力学模型

A.4 输入模型

A.5 pH值和碱度

A.6 输出模型

A.7 曝气模型

A.8 磷的沉淀模型

附录B 生物动力学模型表达-Gujer矩阵

B.1 介绍

B.2 矩阵格式

附录C 数值引擎一初学者的求解程序

C.1 稳态求解器

C.2 动态求解器

C.3 模拟速度与时间步长

C.4 代数求解器

C.5 优化器

附录D1 污水处理模型的标准符号新框架

D1.1 引言

D1.2 通用框架

D1.3 状态变量

D1.4 模型参数

D1.5 动力学参数

D1.6 新框架的作用

D1.7 总结

D1.8 致谢

附录D2 根据新符号分级实例

附录E 一种系统化的模型验证方法一应用于七种已出版的活性污泥模型

E.1 引言

E.2 怎样追踪在模型开发和软件应用中的印刷错误及不一致性

E.3 常见出版错误

E.4 已出版模型的印刷错误、不一致性和差异性

E.5 总结

E.6 致谢

附录F 活性污泥模型：实用数据库的开发与使用潜力

F.1 引言

F.2 结果

F.3 综合讨论

F.4 结论

F.5 致谢

附录G 测量误差的典型来源

附录H 不确定性的来源

H.1 定义

H.2 不确定性来源

附录I 物料平衡

I.1 物料平衡类型

I.2 特定过程变量的应用

I.3 平衡期

I.4 污水处理厂物料平衡的不确定性

I.5 重叠物料平衡

I.6 注意事项及相关建议

活性污泥系统的数学模型在污水处理厂设计、优化运行、人员培训、控制系统设计及学术研究中得到了广泛的应用。由于项目目标、经济实力和专业知识的不同，对模拟要求的质量水平也不同。为此，我们必须考虑模型精度，并且确定为达到所需精度所要求的模拟时间。对模型结果进行质量评估和比较时，会由于方法不一致或文件编制不足而增加难度，甚至无法进行。为了克服这些障碍，我们需建立一个活性污泥模型应用的通用框架来作为指导。
　　良好建模实践（GMP）工作小组起源于在摩洛哥马拉克什市举行的第四届JWA世界水大会。各地致力于污水处理模拟工作的研究团队相聚于此，探讨并计划将世界各地研究者的最佳实践经验综合起来，形成相关协议，其中包括引用最多的HSG，STOWA，BIOMATH和WERF。
　　GMP工作小组的目的是建立一套被公认的国际化框架，以此来规范ASM类模型在实际中的应用。该框架可使建模和模拟直观化、系统化，对于该领域的从业者或咨询顾问尤为有用。另外，它还有助于对模拟结果的质量进行定义，能为模拟质量的评估提供程序，从而促进模型的正确使用。
　　通过对模拟程序和一些范例的研究并建立一套简单明了的导则，本框架为活性污泥模型的应用提供了一种描述方法。案例研究对特定目标下，所需数据的质量和数量，以及校正／验证所需的工作给出了示例。
　　另外，《活性污泥模型应用指南（科学与技术报告 NO.22）》包含了一些特色章节，这些章节对工业废水模拟、模型发展历史、活性污泥模型目前的应用状况进行了阐述，并对案例进行了解释。在活性污泥建模与模拟中，《活性污泥模型应用指南（科学与技术报告 NO.22）》可作为学习GMP的入门书目。而对于那些没有模型知识基础的工程师或需要授课教材的教师来说，受益尤大。STR包含一个含有附加信息和方法详述的附录，也可以用作建模的参考书目。

《活性污泥模型应用指南（科学与技术报告 NO.22）》主要介绍了污水处理生物反应动力学模型的发展历史、主要工程应用和未来的发展趋势；介绍了GMP统一指南的构成与使用方法；通过典型案例分析介绍了应用矩阵的用途以及使用中的常见问题。案例分析为特定目标下，所需数据的质量和数量以及校正／验证工作给出了示例。这些内容有助于对模拟结果的质量进行判断，能为模拟质量的评估提供方法，从而促进模型的正确使用。因此，《活性污泥模型应用指南（科学与技术报告 NO.22）》对于污水处理领域的工程技术人员和研究人员尤为有用。