基于MATLAB的CASS反应模型研究

第27卷第3期2009年5月市政技术MunicipalEngineeringTechnologyV01．27No．3May．，2009文章编号：1009—7767(2009)03—0299-04基于MATLAB的CASS反应模型研究李莲秀，高湘(1．郑州航空工业管理学院建筑技术教研室，河南郑州450015；2．西安建筑科技大学环境工程学院，陕西西安710055)摘要：采用国际水质协会(IAWQ)提出的活性污泥l号模型(ASM1)，以MATLAB为工具编制计算软件，并应用该软件对某污水厂总出水口的一些常规监测数据进行计算，其结果表明：出水CODer、NH3一N和TN指标模拟值与实际值有差异。通过对参数灵敏度分析，并考虑温度的影响，进行模型校正，使预测精度得到显著提高。关键词：污水处理；CASS工艺；数学模型；MATLAB语言中图分类号：X703．1文献标志码：AResearchofCycleActivatedSludgeSystemBasedontheMATLABModelLiLianxiu，GaoXiang~(1．ZhengzhouInstituteofAeronauticaLIndustryManagement，Zhengzhou450015，China；2．Xi’anUniversityofArchitectureandTechnology，Xi’an710055，China)Abstract：Inthepaper，theactivatedsludgemodelNo．1givenbyIAWQandthecalculatingsoftwaredevelopedbyusingMATLABasthetoolwereusedincalculatingaSewageTreatmentPlant．Withtheinputoftypicalki—neticandstoiehio-metricparameters，theresultsofthecalculationshowedthatdifferencesbetweenthesimulationvaluesandtheactualvaluesoftheCODcr，theNH3一NandTNfiguresoftheoutletwater．Havinganalyzedthesensitivityoftheparametersandtakenintoconsiderationtheeffectoftemperature，themodelwasthencalibrated．Afterthecalibrationofthemod—el，theaccuracyofsimulationwassignificantlyimproved．Keywords：wastewatertreatment；cycleactivatedsludgesystem；mathematicmodel；marlabCASS(即cycleactivatedsludgesystem)是在SBR基础上发展起来的一种高效好氧生物处理工艺。它集曝气池、二沉池于一体，在单一反应池内利用活性污泥完成废水的生物处理和固液分离。近年来随着监控与测试技术的飞速发展，这一技术得以完全更新并被美国环境保护署(USEPA)推荐为一项低投资、低操作成本及低维修费用，高效益的环境处理新技术。据EPA调查，在废水流量一定时，选择CASS工艺要比传统的活性污泥法处理费用节省许多。这一点已被大量的工程实例所证实，特别是在造纸废水处理工程中得到了广泛应用f1】。本研究对象就是利用CASS工艺来处理的某市一大型造纸厂的总排放口排出的造纸废水。废收稿日期：2009一Ol一04作者简介：李莲秀(1972一)，女，四川内江人，讲师，硕士，研究方向为市政工程。水中主要含有蛋白质、纤维素等。该类废水的CODcr为l600~2000mg／L，BOD5／CODcr为0．3～0．35，色度较高。系统中设备运行效率高。耐冲击负荷，占地面积小，不易发生污泥膨胀，有良好脱氮、磷效果，对一些难降解工业废水有良好处理效果，是一种较为理想的工艺。1CASS系统模型基础本研究以活性污泥1号模型(简称ASM1)为基础，结合反应器原理，建立CASS系统模型。该模型将作为基准验证和污水处理厂模拟的基础。1987年IAWQ推出了活性污泥1号模型，相关的数学模型已被编制成各种计算机程序，ASM1包含13个组分，5个化学计量系数，l4个动力学参数。其中，动力学参数与各组分质量浓度的关系是非线性的．用于模拟市政污水的活性污泥处理系统，已成为科学市政技术第27卷研究和实际工程强有力的工具[21。CASS系统模拟软件就是将描述活性污泥生物反应的数学模型与反应器相结合。找出系统组分的输入和输出相关数学关系，建立数学方