污水生物处理的数学模型与应用PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

污水生物处理的数学模型与应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 概述1

1.1 污水生物处理技术的发展1

1.2 污水生物处理的数学模型1

1.3 活性污泥模型（ASM）4

1.4 污水生物处理的其他数学模型5

1.4.1 固定生长好氧生物处理过程的数学模型5

1.4.2 厌氧生物处理过程的数学模型6

1.5 小结8

第2章 污水生物处理的化学计量学与能量转化11

2.1 微生物细胞的经验分子式11

2.2 污水生物处理的化学计量学基础12

2.3 广义反应速率与多重反应的表达15

2.4 细胞生长与基质利用16

2.5 小结21

第3章 酶和酶催化反应动力学23

3.1 酶和酶的催化特性23

3.1.1 酶的概念23

3.1.2 酶的催化特性24

3.2 酶催化反应的动力学模型26

3.2.1 酶促反应与米—门公式26

3.2.2 酶促反应动力学参数的估值28

3.2.3 酶促反应的抑制29

3.3 小结32

第4章 活性污泥法的经典模型34

4.1 污水生物处理的经典模型34

4.2 Eckenfelder模型34

4.3 Grau模型40

4.4 Lawrence-McCarty模型40

4.5 McKinney模型53

4.6 基质降解与生物增长量之间的关系55

4.7 基质降解与需氧量之间的关系56

4.8 pH条件58

4.9 对营养的要求58

4.10 温度的影响59

4.11 生物处理系统污泥最佳沉降条件60

4.11.1 概述60

4.11.2 表示活性污泥沉降性能的主要参数61

4.11.3 污泥的最佳沉降条件62

4.12 活性污泥法经典模型的应用63

4.12.1 概述63

4.12.2 传统活性污泥法64

4.12.3 完全混合活性污泥法64

4.13 小结73

第5章 厌氧生物处理的反应动力学75

5.1 厌氧生物反应动力学76

5.1.1 厌氧生物反应动力学模型76

5.1.2 厌氧系统中的细胞合成78

5.1.3 颗粒有机物水解78

5.1.4 水解产物的厌氧反应79

5.1.5 产甲烷过程81

5.1.6 温度对厌氧生物反应动力学的影响83

5.1.7 对温度影响和温度系数的表达85

5.2 厌氧过程中自由能的释放86

5.2.1 释放的标准自由能86

5.2.2 标准状态与环境条件87

5.2.3 氢分压对转化自由能的影响88

5.3 厌氧过程的化学计量学88

5.3.1 产气预测和生物体的合成88

5.3.2 由碳源和氮源合成细胞需要的能量89

5.4 厌氧生物反应器的动力学92

5.4.1 厌氧生物反应器92

5.4.2 有回流厌氧生物反应器的动力学93

5.4.3 无回流厌氧生物反应器的动力学95

5.4.4 厌氧生物反应器的分相模型95

5.5 厌氧消化1号模型（ADM1）98

5.6 小结104

第6章 生物膜反应器的动力学107

6.1 生物膜的形成108

6.1.1 固定生长微生物的特点108

6.1.2 生物膜的形成过程110

6.1.3 生物膜增长的一般描述111

6.2 生物膜动力学114

6.2.1 一级反应115

6.2.2 零级反应116

6.2.3 不同组分的扩散118

6.3 生物膜动力学参数119

6.3.1 生物膜内的扩散系数119

6.3.2 生物膜动力学参数的测定方法120

6.3.3 生物膜的扩散—反应模型121

6.3.4 动力学参数的求解方法122

6.4 水膜的扩散124

6.5 生物膜动力学的应用125

6.5.1 生物膜反应限制因素的判别125

6.5.2 生物膜反应器的物料平衡125

6.6 小结126

第7章 二次沉淀池的模型131

7.1 二沉池模型简述131

7.1.1 经验模型131

7.1.2 固体通量模型131

7.1.3 Takács模型132

7.1.4 计算流体力学模型132

7.1.5 二沉池模型的应用132

7.2 基于固体分离率的二沉池模型及计算133

7.3 二沉池的一维通量模型134

7.3.1 一维通量模型的建立134

7.3.2 一维通量模型的应用136

7.3.3 一维二沉池模型计算139

7.4 运用计算流体力学及其软件对二沉池的模拟141

7.4.1 计算流体力学（CFD）的特点及求解方法141

7.4.2 CFD的应用软件143

7.4.3 CFD的基本方程145

7.4.4 二沉池的CFD模拟148

7.5 小结152

第8章 IAWQ活性污泥法模型156

8.1 IAWQ模型简介156

8.2 活性污泥法1号模型（ASM1）156

8.2.1 ASM1模型的组分156

8.2.2 ASM1模型描述的工艺过程159

8.3 活性污泥法2号模型（ASM2）160

8.3.1 ASM2d模型的组分161

8.3.2 ASM2d模型描述的生物过程162

8.4 活性污泥法3号模型（ASM3）170

8.4.1 ASM3模型的组分171

8.4.2 ASM3模型描述的生物反应过程171

8.5 IAWQ模型的比较176

8.6 小结177

第9章 活性污泥工艺的建模基础与模型求解180

9.1 活性污泥模型的适用原则180

9.2 污水处理工艺的概化模型181

9.2.1 污水处理工艺的概化模型181

9.2.2 基于CSTR反应器的模拟与计算182

9.3 污水处理工艺的水力学特性183

9.3.1 进水动态过程的数据获取183

9.3.2 实际污水处理工艺的描述184

9.3.3 回流对反应器水力特性的影响184

9.3.4 进水流量变化对传质的影响189

9.4 ASM模型的计算194

9.4.1 稳态求解及初值确定195

9.4.2 动态过程的模拟计算198

9.4.3 基于ASM模型的计算软件200

9.5 小结203

第10章 IAWQ模型的水质表达与动力学参数估值206

10.1 活性污泥1号模型（ASM1）的水质表达与动力学参数估值206

10.1.1 污水特性和参数值的估计206

10.1.2 典型参数范围、默认值和环境因素的影响212

10.2 活性污泥法2号模型（ASM2）的水质表达与计量学参数215

10.2.1 模型的动力学和化学计量参数215

10.2.2 活性污泥工艺中污水水质特性的表征219

10.2.3 模型组分的常规分析224

10.3 活性污泥法3号模型（ASM3）的水质表达和计量学参数224

10.4 小结226

第11章 ASM模型用于污水处理过程模拟的方法与流程229

11.1 模拟方法与流程229

11.2 建立模型232

11.3 模型校正233

11.3.1 进水组分234

11.3.2 反应动力学参数及化学计量系数237

11.3.3 模拟结果验证240

11.4 模型的敏感性分析240

11.4.1 模型缺省状态下的敏感度分析241

11.4.2 确定模型的敏感度分析244

11.4.3 动态敏感性分析246

11.5 小结247

第12章 ASM模型在污水处理工艺设计中的应用250

12.1 模型辅助工艺设计的方法250

12.2 设计方案的分析与建模251

12.2.1 设计方案介绍251

12.2.2 工艺概化模型251

12.2.3 设计工艺的运行参数252

12.2.4 设计工艺的模型参数253

12.3 工艺初始方案的复算255

12.3.1 工艺初始方案的复算内容255

12.3.2 工艺设计方案的复算结果256

12.3.3 工艺初始方案的复算结论259

12.4 设计修改方案的复算260

12.4.1 工艺设计的修改方案260

12.4.2 工艺修改方案的复算内容260

12.4.3 工艺修改方案复算的结果260

12.4.4 工艺修改方案复算的结论263

12.5 工艺修改方案的优化模拟263

12.5.1 修改工艺优化运行的目的263

12.5.2 修改工艺优化运行的结果264

12.5.3 工艺优化运行的结论266

12.6 工艺方案复算的结论266

12.7 小结267

第13章 ASM模型在污水处理厂优化运行中的应用268

13.1 优化运行分析的准备工作268

13.1.1 污水处理厂的基本情况268

13.1.2 污水处理厂工艺流程的概化269

13.1.3 描述污水处理过程的数学模型选择270

13.1.4 动态实时模拟与日均模拟结果的验证271

13.1.5 反应器运行状态验证272

13.1.6 反应器沿程变化验证272

13.2 对本案例污水处理厂存在问题的分析273

13.3 反应器停留时间的优化274

13.3.1 优化研究方法274

13.3.2 模拟结果分析与讨论274

13.3.3 反应器停留时间优化的结论279

13.4 同步化学除磷280

13.4.1 化学除磷方法的选择280

13.4.2 同步化学除磷的优化方法281

13.4.3 同步化学除磷的不同加药点比较281

13.4.4 好氧区末端同步化学除磷281

13.4.5 同步化学除磷优化的结论285

13.5 工艺参数的优化286

13.5.1 污泥龄的优化286

13.5.2 污泥浓度的优化287

13.5.3 内回流比的优化288

13.5.4 运行参数优化的结论289

13.6 综合优化运行策略的结论与案例分析290

13.6.1 综合优化运行策略的结论290

13.6.2 综合优化运行策略的案例分析291

13.7 综合优化运行策略的技术经济分析292

13.8 小结295