萬噸天城市污水處理工藝設(shè)計

1、摘要本設(shè)計在既定的水質(zhì)條件下，根據(jù)國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計了一套完整的適用于北京地區(qū)的污水、污泥處理工藝，并實現(xiàn)了中水的回用。二級生物處理以城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 18918-2002）作為進(jìn)化水排放標(biāo)準(zhǔn)，要求滿足一級A標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到出水已基本達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，因此全部污水深度處理，回用后水滿足城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)。本設(shè)計在綜合對比了各種生物處理工藝后，最終選擇了應(yīng)用十分廣泛的AA/O工藝作為污水處理的主要單元，在查閱相關(guān)手冊的基礎(chǔ)上完成了相關(guān)的設(shè)計。最后根據(jù)活性污泥2d號模型的思想，在matlab軟件建立程序塊來模擬各構(gòu)筑物內(nèi)污染物實際降解情況，并通過對相關(guān)設(shè)計參數(shù)修改，實現(xiàn)

2、污水處理效果與費(fèi)用的優(yōu)化設(shè)計。由于生活污水的水質(zhì)水量會有一定的變化，保證出水能夠一直滿足要求，本設(shè)計也完成了化學(xué)除磷和外碳源投加的設(shè)計計算。一般的城市污水都會有臭氣的產(chǎn)生，本設(shè)計將惡臭較為嚴(yán)重的細(xì)格柵、污泥濃縮池、貯泥池和污泥脫水機(jī)房的臭氣收集起來，通入曝氣池，利用生物的代謝降低其惡臭程度。關(guān)鍵字：城市生活污水 AA/O ASM2D 污水處理AbstractAccording to related national standard , a complete set of water and sludge treatment design appliable in Beijing are ma

3、de based on the given water quality, and achieve the reuse of treatment water.Water after secondary biological treatment need meet the requirements of the first level of A standard of Urban Wastewater Treatment Plant Pollutant Emission Standards.Since basically reached the standard of water reuse,al

4、l of emission water is designed to be reuse. Reuse water meet the standard of Urban Wastewater Recycle-Urban Miscellaneous water.Has comprehensive compared various biological treatment crafts,the design ultimately chooses AA/O as mainly treatment unit,which is widely applied in urban wastewater clea

5、ning.based on relevance design manual ,the preliminary design is finished,whose data are the original parameter of activated sludge 2d model. Next,according to the ideal of activated sludge 2dmodel,the design simulates the actual degradation of pollutants of every tank with the matlab as simulation

6、platform. Finally,modify the interrelated parameters and searcher for the optimization between treatment effect and expense.Because the quality and liquate of urban wastewater are during a mutative range,craft of chemical phosphorus removal and external carbon adding are appended to this design to g

7、uarantee the water quality. Offensive gas usually is inevitable in urban wastewater treatment plant, treatment units whose gas is relatively serious are collected to aeration tank ,degrading the degree of stench relying on the metabolism of microorganism. Keywords:Urban Wastewater AA/O ASM2D Wastewa

8、ter Treatment1、總論1.1、畢業(yè)設(shè)計題目：ASM2D為基礎(chǔ)的15萬噸/天城市污水處理廠工藝設(shè)計1.2、設(shè)計任務(wù)1、根據(jù)設(shè)計原始資料、進(jìn)水水質(zhì)情況以及處理后的水質(zhì)要求，結(jié)合實際情況，設(shè)計提出合理的污水、污泥處理方案。2、對各處理單元進(jìn)行工藝選擇，并通過分析對比不同的構(gòu)筑物形式，完成對各個單元的池型選擇。3、對各單元進(jìn)行設(shè)計計算，完成對各污水、污泥構(gòu)筑物的基本尺寸、主要構(gòu)造、進(jìn)出水等的設(shè)計。4、確定污水處理廠的輔助構(gòu)筑物的規(guī)格尺寸。 5、根據(jù)廠區(qū)實際可利用占地情況，對污水處理廠總體進(jìn)行規(guī)劃，包括確定各主要處理構(gòu)筑物、輔助建構(gòu)筑物的平面位置，完成對污水管道、污泥管道、空氣管道等相關(guān)管道

9、的布置，并繪制成平面布置圖。6、對各構(gòu)筑物的高程進(jìn)行計算，并繪制出污水處理廠高程圖。7、對污水處理廠進(jìn)行概預(yù)算設(shè)計，初步確定污水處理的成本。8、 編寫水廠設(shè)計計算說明書。 1.3、畢業(yè)設(shè)計原始資料：1.3.1、自然條件1.地理位置 ：北京，東徑:119°36，北緯:32°18，我國的首都，北方城市。2.氣象資料 氣溫：年平均氣溫 約11.5 ； 歷年最高氣溫約 40； 歷年最低氣溫約-16； 月最高平均氣溫約29。 風(fēng) 向：以西北風(fēng)為主。 降雨量：年平均降雨量 531 mm； 年最大降雨量 700 mm； 日最大降雨量106 mm。 冬季冰凍期： 60 天； 最大冰凍線深度

10、： 1米 ；3.地質(zhì)資料土壤承載力 2.1 kg/；地下水位; -6 -7 m。地震發(fā)生概率以及歷年最大地震級：概率較小，最大為四級。1.32納污水體的水文資料亮馬河位于污水處理廠的附近，成為了污水處理廠處理后排水的收納水體。亮馬河的單位流量最小時約為 30 m3/s，相應(yīng)的水體流速是0.3-0.8m/s。最小流量時，河段內(nèi)水體的溶解氧濃度范圍是 5-6 mg/L。一些相關(guān)數(shù)據(jù)如下：項目數(shù)值排放口處水體最高水位342.76 m最低水位201 m常水位 284.5 m水體中BOD58-15 mg/L SS 20-30 mg/L水體溫度T181.3.3、進(jìn)出水水質(zhì)本設(shè)計污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)如下表所示

11、：名 稱平均水量（m3d）SS(mg/L)COD(mg/L)BOD(mg/L)NH4-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)進(jìn)水水質(zhì)15000025035020032405城市污水處理廠的二級處理一般都包含了生化處理工藝，出水水質(zhì)好。根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，列出了一級A標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)：名稱COD(mg/L)BOD(mg/L)SS(mg/L)NH4-N(mg/L)TN(mg/L)TP(mg/L)大腸桿菌（個/L）PH出水水質(zhì)5010105（8）150.51000691.3.4、回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：由于本污水處理工藝是適用在我國首都北京，屬于北方城市，人口多，水源稀缺，因此本設(shè)計考

12、慮了中水的回用。而由于近年來污水處理要求的提升，城市污水處理廠排水標(biāo)準(zhǔn)一級A標(biāo)的出水水質(zhì)基本達(dá)到了中水回用的要求，本設(shè)計二級生化處理之后，又增加了過濾消毒處理，來實現(xiàn)污水的回用。中水回用排水滿足城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)。2、總體設(shè)計2.1設(shè)計原則 1、要保證技術(shù)可行。污水處理廠處理工藝的選擇首先應(yīng)確保對污水進(jìn)行處理過后滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。否則，便失去了污水處理廠理應(yīng)具備的功能。結(jié)合自身的實際情況，如自然條件、水文條件、地質(zhì)條件等，設(shè)計滿足要求的污水處理工藝。 2、污水處理廠所使用的設(shè)計方法必須可靠，所選擇的各個設(shè)計參數(shù)也同樣必須可靠。為此，污水處理廠在進(jìn)行工藝設(shè)計之前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作，需

13、要大量查閱相關(guān)資料，并向現(xiàn)有污水處理廠學(xué)習(xí)，為污水處理工藝設(shè)計中參數(shù)、池型等的選擇提供依據(jù)，避免因污水處理單元參數(shù)選擇不當(dāng)而造成技術(shù)上不達(dá)標(biāo)或者是造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)。在設(shè)計時要從工程的角度出發(fā)，全面的考慮多種因素的影響，來進(jìn)行設(shè)計數(shù)據(jù)的優(yōu)化選擇。同時，我們應(yīng)該遵守現(xiàn)有的設(shè)計規(guī)范，保證一定的安全系數(shù)。對于研究不夠成熟的新工藝、新技術(shù)、新材料的使用，采取慎重的態(tài)度，多參考使用相關(guān)技術(shù)的污水處理廠學(xué)習(xí)經(jīng)驗。3、污水處理廠工藝及構(gòu)筑物的設(shè)計，在滿足技術(shù)可行的情況下應(yīng)充分考慮經(jīng)濟(jì)的因素。經(jīng)濟(jì)因素是城市污水處理廠考慮的一個重要方面。污水處理在工藝選擇、池型選擇、相關(guān)設(shè)施設(shè)備選擇以及藥劑選擇等方面都可以做到優(yōu)

14、化處理，降低污水處理廠的基建以及運(yùn)行費(fèi)用。4、污水處理廠設(shè)計必須將安全因素納入考慮的范圍。同其他企業(yè)行業(yè)相同，城市污水處理廠的安全運(yùn)行十分重要。目前據(jù)國家相關(guān)要求，城市污水處理廠必須24小時連續(xù)運(yùn)行，因此污水處理廠應(yīng)做好相關(guān)的安全措施。設(shè)計中可以適當(dāng)設(shè)置放空管、超越管線等來提高其運(yùn)行的安全性。同時，污水處理廠的建造施工以及日常維護(hù)管理都應(yīng)注重設(shè)備材料的質(zhì)量，防止意外事故的發(fā)生。5、污水處理廠的設(shè)計應(yīng)做好遠(yuǎn)期規(guī)劃。對于一些不宜采取分期建設(shè)的單元，如配水井、泵房以及加藥間等，基建時應(yīng)該一次性建成，同時應(yīng)做好相關(guān)設(shè)計，為以后的擴(kuò)建預(yù)留好土建用地。2.2各污染物去除率的確定根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)要求，可以計算

15、出各種污染物質(zhì)的去除程度。BOD5的去除率：COD的去除率：TP的去除率：TN的去除率：NH3-N的去除率：SS的去除率：2.3處理工藝流程的確定城市污水處理廠一般采用二級生物處理作為污水處理的主要工藝，污水在進(jìn)入二級處理構(gòu)筑物前，先要經(jīng)過預(yù)處理工藝，而二級出水尚需要經(jīng)過深度處理來達(dá)到中水回用的要求。生化處理有活性污泥法和生物膜法，當(dāng)然要達(dá)到中水回用的要求，可以采用膜生物反應(yīng)器來處理，但膜生物反應(yīng)器成本較高?；钚晕勰喾壳氨容^常用的有AA/O、SBR、氧化溝、CASS等工藝，生物膜法常用的有生物接觸氧化池、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等工藝。 活性污泥法由于工藝簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)勢，在城市污水

16、處理中占有很大比重。本設(shè)計也采用活性污泥法，下面敘述了幾種常用的活性污泥工藝。AA/O法：AA/O是目前應(yīng)用最為廣泛的城鎮(zhèn)污水處理工藝之一，在技術(shù)上，它工藝成熟，運(yùn)行穩(wěn)定，池體簡單，對氮磷有較好的去除效果，污泥沉降性能好；在經(jīng)濟(jì)上，它日常維護(hù)簡單，運(yùn)行費(fèi)低，同時厭氧條件下產(chǎn)生的沼氣可以作為能源使用；在應(yīng)用范圍上，它更適于用大中型的污水處理廠。氧化溝：氧化溝是延時曝氣中的一種，其中的活性污泥處于生長的后期階段，污泥活性有所下降，因此有機(jī)負(fù)荷相比較低，水力停留時間較長，對沖擊負(fù)荷的抗擊能力較好。在經(jīng)濟(jì)上，它可以采用在廊道內(nèi)進(jìn)行沉淀，以此來完成泥水分離，不必單獨(dú)設(shè)置二沉池，節(jié)約了基建費(fèi)用。但是多數(shù)情

17、況下需要設(shè)置二沉池。在應(yīng)用范圍上，一般適用于中或小流量的城鎮(zhèn)污水或工業(yè)廢水。SBR法：SBR是序批式活性污泥法中常用的一種，它最大的特點是在一個池子內(nèi)完成由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置5個階段。SBR進(jìn)出水不連續(xù)，因此需要設(shè)置多個池子來保證進(jìn)出水的連續(xù)。在經(jīng)濟(jì)上，SBR由于所需池體少而節(jié)約了土地和基建費(fèi)用，但是其池體容積利用率較低。SBR一般在中小型污水處理廠或工業(yè)廢水應(yīng)用較多。考慮到本設(shè)計處理水量大，出水要求回用，因此需要較高的穩(wěn)定性。而氧化溝和SBR的運(yùn)行穩(wěn)定性一般，AA/O的穩(wěn)定性很高，因此本設(shè)計采用AA/O法，但是應(yīng)用AA/O最大的缺點是內(nèi)回流較大。由于經(jīng)過二級生物處理的污水水質(zhì)已經(jīng)基

18、本達(dá)到回用要求，中水回用只要在經(jīng)過過濾和消毒即可滿足要求，因此本設(shè)計的工藝流程見下：2.4、處理構(gòu)筑物形式的確定2.4.1、格柵2.4.1.1、格柵的作用對城鎮(zhèn)生活污水進(jìn)行處理，一般都會設(shè)置格柵。格柵是由多條金屬柵條平行排列制成，常常安置在污水的進(jìn)水端如提升泵房前處或者是沉砂池前端。設(shè)置格柵的作用是，截留入流污水中大粒徑的懸浮物和漂浮物，如纖維、毛發(fā)、塑料制品等，防止后續(xù)的泵、閥門、管道等出現(xiàn)堵塞問題。2.4.1.2、格柵的種類格柵柵條可以做成不同的尺寸，柵條間的間距也有多種形式。柵條間距范圍在50100毫米的格柵稱為粗格柵，間距范圍在1040毫米的格柵稱中格柵，間距范圍在1.510毫米的格柵

19、是細(xì)格柵。而由于格柵橫斷面形狀的不同，格柵又可以分別制成平面格柵和曲面格柵。粗格柵、中格柵和細(xì)格柵均可以分別制成平面格柵和曲面格柵。格柵的清渣方式有人工清渣和機(jī)械清渣兩種，人工清渣一般用于水量不大或著是污水中污染物量少的情況，當(dāng)柵渣量超過0.2m3/d時，則應(yīng)當(dāng)采取機(jī)械清渣。目前機(jī)械清渣方式的格柵種類很多，較常用的有回轉(zhuǎn)式格柵、往復(fù)式移動耙格柵、轉(zhuǎn)鼓式格柵、階梯式格柵。格柵柵條的斷面形狀也有多種，常見的有正方形、圓形、方形，也有一些其他流線形狀。目前比較常用的是方形格柵，斷面是圓形或者按照流線加以修正的格柵，相較與方形格柵，水力條件好，但剛度較差。值得注意的是，一旦格柵斷面形狀確定，格柵柵條的

20、尺寸也就確定了，只是需要對柵間距進(jìn)行選擇。2.4.1.3、格柵的選擇目前污水處理廠一般需要選擇2道及以上的格柵來對污水進(jìn)行預(yù)處理，常采用的組合形式是：粗格柵+中格柵、中格柵+細(xì)格柵或者粗格柵+中格柵+細(xì)格柵的處理工藝。本設(shè)計結(jié)合了自己的污水水質(zhì)，綜合選擇了中格柵+細(xì)格柵的處理流程。中格柵采用柵條間距為20mm的回轉(zhuǎn)耙式格柵,細(xì)格柵采用柵條間距為8mm的回轉(zhuǎn)耙式格柵，2道格柵均采用機(jī)械清渣，格柵斷面都是采用銳邊矩形。中、細(xì)格柵均設(shè)置5組，4用1備，4組格柵并聯(lián)運(yùn)行。細(xì)格柵處設(shè)有事故格柵，用于意外情況下污水的緊急處理。格柵處設(shè)有時間間隔器，每隔一定時間開啟格柵，將柵渣排除。2.4.2、提升泵房一般

21、的，污水處理廠在進(jìn)行設(shè)計時，考慮利用各處理單元間自身的靜壓差來完成的污水的流通，這就意味著處于流程前端的單元需要較高的靜壓，然而從市政管網(wǎng)接入的污水靜壓很低，因此，需要對污水進(jìn)行提升。 污水提升泵房有多種形式，選擇何種形式是受多種因素制約的。一般的，泵房形式的確定可以參考下列條件： 1、當(dāng)處理水體小于2m3/s，常常選用上方下圓形的泵房。 2、當(dāng)處理的污水流量大時，則優(yōu)先選用矩形的泵房。 3、污水泵站一般都是需要常年運(yùn)轉(zhuǎn)，且大型泵站大多數(shù)是連續(xù)的開泵，因此常常選擇自灌式的泵房。 4、一般的自灌式泵啟動時應(yīng)該采用合建式的泵房。 考慮到本設(shè)計處理水量大，最終選用自灌式泵房，泵房和粗格柵合建。泵房為

22、半地下式，呈矩形。提升泵房中設(shè)有集水池，潛水泵淹沒在池內(nèi)，完成對污水的提升。集水池的有效水深應(yīng)設(shè)置合理，過低，則會造成泵的干轉(zhuǎn)，利用率不高，過高則會造成泵的負(fù)擔(dān)過大，影響泵的壽命。清水池內(nèi)設(shè)有液位計，和泵配合使用，調(diào)節(jié)泵對污水的提升揚(yáng)程。集水池和格柵井合建，整體設(shè)計成半封閉的形式。格柵處設(shè)置為敞開形式，集水池封閉，從而減少外來物質(zhì)的進(jìn)入，減少污染產(chǎn)生。敞開部分應(yīng)該設(shè)置欄桿，保證檢查維修時工作人員的安全。本設(shè)計集水池設(shè)計成梯形，梯形小口連接著格柵出水口，大口位于提升泵房內(nèi)，連接著單管出水。2.4.3、沉砂池2.4.3.1沉砂池的作用城鎮(zhèn)生活污水難免會存在一些無機(jī)顆粒物質(zhì)，如砂礫、小石子。這些物質(zhì)

23、會造成泵、攪拌器等設(shè)施的磨毀或堵塞，也會在流動過程中對管道造成磨損。若不加以去除還會造成污泥體積增大，既浪費(fèi)后續(xù)污泥處理的藥劑，同時增加污泥占地面積。設(shè)置沉砂池將它們分離出來，既避免后續(xù)處理設(shè)施損壞，又減少剩余污泥。由于本設(shè)計選址在北京，北方城市風(fēng)沙大，因此沉砂池的設(shè)計十分必要。2.4.3.2沉砂池的形式沉砂池常見的有平流式沉砂池、豎流式沉砂池、旋流式沉砂池和曝氣沉砂池。下面敘述了各形式沉砂池的性質(zhì)特點。平流式沉砂池：對沉砂去除效果好，結(jié)構(gòu)簡單，但占地面積大，需要土地面積大，且存在流速不易控制等缺點。旋流沉砂池：目前旋流沉砂池的應(yīng)用在西方國家十分廣泛，它沉砂效果好，尤其對于一些細(xì)砂，較難用其他

24、形式沉砂池去除，也有不錯的去除效果。同時在經(jīng)濟(jì)方面，它的基建和運(yùn)行費(fèi)用都不高。曝氣沉砂池：曝氣沉砂池由于曝氣造成水力螺旋流，從而可以對污水進(jìn)行預(yù)曝氣、除臭、除泡，且沉砂有機(jī)物含量少，不易造成腐臭現(xiàn)象。曝氣沉砂池同時也存在運(yùn)行費(fèi)用高，易破壞厭氧環(huán)境影響磷的釋放，進(jìn)而降低磷的去除率等缺點。2.4.3.3沉砂池的選擇考慮到除砂效果和費(fèi)用，本設(shè)計最終選用旋流沉砂池，既經(jīng)濟(jì)又有效，也不會對后續(xù)厭氧池生物釋磷造成影響。旋流沉砂池是利用機(jī)械攪動產(chǎn)生水利渦流作用，以此來完成對無機(jī)顆粒的去除。旋流沉砂池的進(jìn)水設(shè)在沉砂池中下部，水流從切線方向呈旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)入沉砂池，從池上部溢流流出池外，池內(nèi)砂石向下沉淀，其余有機(jī)物

25、質(zhì)向上流出池外。在進(jìn)水渠的末端設(shè)置了一道跌水堰，目的是將進(jìn)水沉積在進(jìn)水渠中的砂石滑落至沉砂池。在沉砂池與進(jìn)水相連部分設(shè)置了一個擋板，使得進(jìn)水能夠向下流入沉砂池，避免出現(xiàn)短流現(xiàn)象。沉砂池中間部位設(shè)置了可以調(diào)節(jié)速度的槳板，進(jìn)水的設(shè)計、槳板以及擋板的共同作用，水流在旋流沉砂池內(nèi)保持了螺旋環(huán)狀流動。而在沉砂斗部分，由于從外向內(nèi)池徑變小，水流速度反而變大，使得沉砂被離心到斗壁上而落入砂斗。2.4.4、AA/O工藝隨著環(huán)保意思的加強(qiáng)，城市生活污水處理廠不僅要去除有機(jī)物，同時還要對氮磷等營養(yǎng)元素進(jìn)行設(shè)計去除。目前城市污水脫氮除磷工藝很多，最早應(yīng)用的是AA/O工藝，同時也是應(yīng)用十分廣泛的工藝。AA/O工藝結(jié)構(gòu)

26、簡單，由于厭氧、缺氧和好氧交替的環(huán)境，絲狀菌不能大量繁殖，污泥的沉降性良好。本設(shè)計曝氣池采用鼓風(fēng)曝氣的方式曝氣，厭氧和缺氧池中都設(shè)有攪拌器。城鎮(zhèn)生活污水進(jìn)水水質(zhì)會發(fā)生波動，有時會出現(xiàn)碳源不足，導(dǎo)致氮的去除效率下降，出水氮很難達(dá)標(biāo)。目前有效的保證出水氮指標(biāo)的方法是給予微生物充足的碳源，因此，本設(shè)計考慮了外碳源的投加。外碳源采用甲醇，甲醇是目前最為經(jīng)濟(jì)的外碳源。本設(shè)計同時設(shè)計了加藥間、加藥泵以及溶液池。同時，由于AA/O本身存在著泥齡的矛盾，本設(shè)計生物處理優(yōu)先保證脫氮效果，泥齡勢必會較長，因此磷的去除率難以保證。為此本設(shè)計了化學(xué)除磷工藝。由于二沉池較大，化學(xué)污泥較少，將化學(xué)除磷藥劑投加在二沉池前的

27、混合池中，和活性污泥一起在二沉池沉降。2.4.5配水井在AA/O池和二沉池間，設(shè)置配水井，完成對污水的均衡分配。本設(shè)計采用2個配水井，將來水均衡分配給4個二沉池。 2.4.6二沉池根據(jù)沉淀池在污水處理流程的位置可以將沉淀池分為初沉池、中沉池和二沉池。二沉池是設(shè)置在二級生物處理末端的沉淀池，其作用是完成泥水分離，并提供生物處理單元的回流污泥。目前常用的二沉池形式有豎流式沉淀池和輻流式沉淀池，平流式沉淀池和斜板沉淀池應(yīng)用的較少。本設(shè)計采用輻流式沉淀池，中心進(jìn)水，周邊出水。下表列出了幾種常見沉淀池的特點性能。池型優(yōu)點缺點適用范圍平流式沉淀池1抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；2能夠抵抗溫度的變化；3結(jié)構(gòu)簡單，工程造

28、價較低。1占地面積大，浪費(fèi)土地；2若使用機(jī)械排泥時，大多數(shù)設(shè)施設(shè)于地下，易造成設(shè)備的腐蝕；3機(jī)械排泥各泥斗需要分別設(shè)置排泥管，管路復(fù)雜。適用于地下水位較淺池深不易過大的地區(qū)或者是地質(zhì)狀況不好的情況，大中小型污水處理廠都可以應(yīng)用。豎流式沉淀池1排泥簡單，管理操作方便。2占地面積小。1池子深度較大，不利于施工；2較差的對溫度變化的適應(yīng)能力以及抗沖擊負(fù)荷變化的能力；3造價較高處理水量不大，只適用于小型污水處理廠。輻流式沉淀池1運(yùn)行效果良好2排泥設(shè)備有定型產(chǎn)品。1水流流速不太穩(wěn)定；2容易造成異重流現(xiàn)象的發(fā)生；3池體施工要高，機(jī)械排泥較為復(fù)雜，造價高適用于地下水位較淺池深不易過大的地區(qū)，大中小型污水處理

29、廠都可以應(yīng)用。2.4.7濾池為了達(dá)到中水回用的要求，本設(shè)計增加了濾池和消毒池。濾池不僅可以有效降低出水SS的濃度，同時可以提高對濁度、BOB、COD、殘留微生物、重金屬的去除效果。濾池可以按水流流過濾池的速度分為慢濾池、快濾池以及高速快濾池；按照濾料設(shè)置的層數(shù)分為單層濾料濾池（石英砂）、雙層濾料濾池（石英砂+無煙煤）、多層濾料濾池（石英砂+無煙煤+重質(zhì)礦石）、纖維球濾料濾池以及陶粒濾料濾池。下面敘述了一些常用濾池的性能特點。名稱性能特點優(yōu)缺點適用條件濾前水濁度規(guī)模普通快濾池單層濾料；水流為下流向；四閥濾池優(yōu)點：1工藝成熟、運(yùn)行效果可靠；2濾料一般采用砂濾料，價廉易得;3采用大阻力配水系統(tǒng)進(jìn)行配

30、水，池體面積可以設(shè)計的較大，從而減少池深；4出水水質(zhì)好，可以采用降速過濾缺點：1閥門較多，壓力損失較大；2反沖洗設(shè)施復(fù)雜小于101大中小型污水處理廠均適用；2單池面積一般不大于100m23更適用于采用表面沖洗和空氣助洗設(shè)備的污水處理廠雙閥濾池水流為下流向的雙閥濾池，濾料一般采用砂濾優(yōu)點：1工藝成熟、運(yùn)行效果可靠；2濾料一般采用砂濾料，價廉易得;3采用大阻力配水系統(tǒng)進(jìn)行配水，池體面積可以設(shè)計的較大，從而減少池深；4出水水質(zhì)好，可以采用降速過濾5閥門較普通快濾池少，節(jié)約了成本，減少了維修量，同時水頭損失下降缺點：1由于減少了閥門，增加了形成虹吸的設(shè)備2反沖洗設(shè)施復(fù)雜小于101大中小型污水處理廠均適

31、用；2單池面積一般不大于100m23更適用于采用表面沖洗和空氣助洗設(shè)備的污水處理廠V型濾池濾料為均粒砂濾料，水流方向為下流向，反沖洗一般采用帶表面掃洗的汽水反沖洗優(yōu)點：1運(yùn)行穩(wěn)定，效果可靠；2濾料一般采用砂濾料，價廉易得；3濾床含污量大，周期長；4出水水質(zhì)較好，濾速較快；5采用氣水聯(lián)合反沖洗，并帶有表面掃洗，反沖洗效果好。缺點：1池深較深，基建較復(fù)雜；2相應(yīng)的配套設(shè)備多，維修復(fù)雜。小于101大中型污水處理廠適用；2單池面積可達(dá)150m2多層濾料濾池一層濾料濾池水流方向為下流向，濾料層采用石英砂優(yōu)點：1納污能力大；2濾速可以較大，采用降速過濾；3過濾效果好，出水水質(zhì)較好。缺點：1濾料價格昂貴，且

32、較易流失；2沖洗效果差，容易形成泥球；3一般適合于中阻力配水系統(tǒng)4管理維護(hù)復(fù)雜小于101適用于中型污水處理廠；2單池面積一般不能超過50-60m2；3需要配合輔助反沖洗設(shè)備使用。二層濾料濾池水流方向為下流向，濾料層采用石英砂和無煙煤優(yōu)點：1納污能力大；2濾速可以較大，采用降速過濾；3過濾效果好，出水水質(zhì)較好。4在現(xiàn)有普通快濾池基礎(chǔ)上方便改造缺點：1濾料價格昂貴，且較易流失；2沖洗效果差，容易形成泥球；小于101適用于大中型污水處理廠；2單池面積一般不能超過50-60m2；3需要配合輔助反沖洗設(shè)備使用，宜采用大阻力反沖洗系統(tǒng)。三層濾料濾池水流方向為下流向，濾料層采用石英砂、無煙煤和重質(zhì)礦石優(yōu)點：

33、1對過濾前進(jìn)水的要求低，適用范圍廣，可以直接過濾，而不需其他預(yù)處理設(shè)施；2降速過濾3過濾效果好，出水水質(zhì)較好缺點：1工作周期短2池體正常運(yùn)轉(zhuǎn)要求高3濾料價格昂貴，且較易流失；4沖洗效果差，容易形成泥球小于50-1001適用于處理能力為50000m3/d以下的小型污水處理廠；2需要配合輔助反沖洗設(shè)備使用。虹吸濾池?zé)o閥濾池，水流方向為下流向，低水頭互洗式濾池優(yōu)點：1不需設(shè)置閥門，節(jié)省了造價；2不需要專門設(shè)置反沖洗水箱和水泵；3便于實現(xiàn)自動化操作運(yùn)行。缺點：1土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜；2池深大，單池面積不能太大3反沖洗效果不易控制4采用的變水位等速過濾，過濾效果較降速過濾差。小于101適應(yīng)于處理能力為20000

34、m3/d-100000m3/d 的中型污水處理廠；2單池面積一般不過大；3每組濾池中應(yīng)包含不少于6個池體。無閥濾池水流方向為下流向，濾料一般為砂濾，是低水頭帶水箱反沖洗的無閥濾池優(yōu)點：1不需設(shè)置閥門，節(jié)省了造價；2不需要專門設(shè)置反沖洗水箱和水泵；3便于實現(xiàn)自動化操作運(yùn)行；4生產(chǎn)方便，可成套定制。缺點：1運(yùn)行過程觀察不到濾層的狀況；2清砂較為困難；3池深較大，單池面積較小；4反沖洗的效果不佳，且反沖洗會造成水量的浪費(fèi)；5采用的變水位等速過濾，過濾效果較降速過濾差。小于101適用于污水處理能力為10000m3/d的小型污水處理廠；2單池面積不能大于25m2。移動罩濾池水流方向為下流向，濾料一般為砂

35、濾，是反洗連續(xù)過濾的低水頭無閥濾池優(yōu)點：1不需要閥門，從而降低了造價；2池體較淺，結(jié)構(gòu)簡單；3降速過濾，過濾效果較好；4能實現(xiàn)連續(xù)自動運(yùn)行，不需要設(shè)置反沖洗水塔和水泵；5節(jié)省能耗和基建費(fèi)用缺點：1需要移動沖洗設(shè)備，且設(shè)備的材質(zhì)，加工要求較高；2對移動罩與隔墻間的密封有較高要求；3盡管起始濾速較高，由于降速過濾，濾池內(nèi)平均濾速較低。小于101大中型污水處理廠適用；2單池面積一般不過（小于10m2）由于處理水量較大，本設(shè)計選用V型濾池。V型濾池過濾效果較好，濾速較高，單池面積最大可達(dá)到150m2，其反沖洗系統(tǒng)采用的是氣沖洗、水沖洗以及表面掃洗聯(lián)合沖洗的方式，反沖洗需水量僅為傳統(tǒng)濾池需水量的四分之一

36、左右，大大節(jié)省了反沖洗用水量，節(jié)省了能耗。2.4.8接觸消毒池污水經(jīng)過上述處理過后，污染物濃度得到明顯去除，但是細(xì)菌數(shù)量仍相當(dāng)可觀，且不能保證無致病菌的存在，因此有必要在污水排放前對其進(jìn)行消毒處理，以降低細(xì)菌及致病菌的數(shù)量。目前常用的消毒方法有液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒以及次氯酸鈉消毒等，關(guān)于這些消毒劑的適用范圍及優(yōu)缺點列于下表。名稱優(yōu)點缺點適用條件液氯價廉易得，效果持久，投配設(shè)備簡單，易操作有消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生大、中型污水處理廠次氯酸鈉可以現(xiàn)場進(jìn)行配制，使用方便，投配量便于確定設(shè)備較液氯消毒復(fù)雜中、小型污水處理廠臭氧除臭、脫色效果好，兼具預(yù)氧化作用，無消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生設(shè)備復(fù)雜

37、，成本高，管理運(yùn)行復(fù)雜對出水水質(zhì)衛(wèi)生條件要求較高的污水處理廠二氧化氯效果好，產(chǎn)品定型維修管理復(fù)雜中、小型污水處理廠紫外速度快，效果好，無化學(xué)物質(zhì)參與，無有害副產(chǎn)物產(chǎn)生對濁度要求高，能耗大下游水質(zhì)要求較高的污水處理廠本設(shè)計由于處理規(guī)模大，收納水體無特殊要求，考慮到消毒效果及出于經(jīng)濟(jì)方面的考慮，采用液氯消毒。接觸消毒池有平流式和豎流式接觸消毒池，由于豎流式接觸消毒池只適用于小水量，因此本設(shè)計采用平流式接觸消毒池。2.4.9污泥濃縮池二沉池的污泥含水率很高，一般可以達(dá)到百分之九十九。高的污泥含水率使得污泥體積增大，因此需要對污泥進(jìn)行脫水處理。一般的，污泥的脫水首先要經(jīng)過污泥濃縮池，其主要完成對污泥游

38、離水的去除。較為經(jīng)濟(jì)的污泥濃縮池是重力濃縮池，也是城市污水處理廠最常采用的濃縮池。離心濃縮池和氣浮濃縮池盡管產(chǎn)生臭氣少，效果較重力濃縮池好，但運(yùn)行費(fèi)用高，本設(shè)計最終確定選擇重力濃縮池。重力濃縮池優(yōu)點是儲存污泥的量大、運(yùn)行費(fèi)用低，但是容易造成污水處理廠環(huán)境狀況的下降，因此，本設(shè)計濃縮池封閉建造，將產(chǎn)生的臭氣收集起來，通過泵通入生物處理單元，利用微生物的作用，對其進(jìn)行除臭。本設(shè)計考慮了除臭的單元有細(xì)格柵、重力濃縮池、貯泥池、污泥脫水機(jī)房。其余構(gòu)筑物由于臭氣較輕，考慮到成本因素，并沒有納入設(shè)計工藝。重力污泥濃縮池常用的形式有豎流式和輻流式兩種，豎流式一般適用于小型污水處理廠。由于設(shè)及水量大，泥量相應(yīng)

39、較大，因此采用輻流式重力濃縮池，中心進(jìn)泥，周邊出泥。2.4.10污泥脫水間污泥經(jīng)過污泥濃縮池過后，雖然可以分離一部分水分，但此時污泥的含水率仍然在97%左右，應(yīng)進(jìn)一步對污泥進(jìn)行處理，來降低其含水率。污泥處理常常采用污泥脫水裝置來對其進(jìn)行脫水，脫水方法有真空吸濾方式脫水、壓濾法脫水、離心式脫水。常用的脫水裝置有帶式壓濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)、真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)以及離心機(jī)。下表列出來常用脫水機(jī)械的性能特征。名稱特點適用范圍帶式壓濾機(jī)高的脫水效果、低能耗、工作時產(chǎn)生的噪聲低，可以實現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行，管理操作方便。應(yīng)用范圍很廣，對大中小型規(guī)模的污泥都適用。板框式壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，操作容易，但不能實現(xiàn)連續(xù)工作，勞動的強(qiáng)度

40、大。適合小型規(guī)模的污泥處理。真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)可以實現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行工作，易于自動化控制，但是結(jié)構(gòu)負(fù)雜，操作復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高。應(yīng)用范圍較少，只適用于企業(yè)工業(yè)污泥處理。離心機(jī)高的脫水效果，結(jié)構(gòu)簡單，但是工作時產(chǎn)生的噪聲大，所消耗的能耗多。應(yīng)用范圍很廣，對大中小型規(guī)模的污泥都適用。考慮到處理效果和經(jīng)濟(jì)兩方面的因素，本設(shè)計采用帶式壓濾機(jī)對經(jīng)過污泥濃縮池的污泥進(jìn)行脫水。2.4.11計量設(shè)施為了準(zhǔn)確計量水廠實際進(jìn)水量和出水量，便于進(jìn)行運(yùn)行管理，城市污水處理需要設(shè)置計量設(shè)施。城市污水處理廠常用計量設(shè)施包括巴士計量槽、薄壁堰、流量計等，常用流量計包括超聲波流量計、渦輪流量計以及電磁流量計等。目前計量設(shè)備應(yīng)用的較多的是

41、巴氏計量槽，其優(yōu)點是操作簡單，水頭損失小，不易發(fā)生雜物的沉積等。下表列出來幾種常見計量設(shè)施。名稱優(yōu)點缺點適用范圍巴氏計量槽操作簡單，水頭損失小，不易發(fā)生雜物的沉積不具備自動記錄數(shù)據(jù)的功能，施工要求技術(shù)較高大、中、小型污水處理廠都適用薄壁堰操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，結(jié)果可靠水頭損失大，堰前易聚集沉淀物質(zhì)，不具備自動記錄數(shù)據(jù)的功能適用于大型污水處理廠超聲波流量計水頭損失小，不易聚集沉淀物質(zhì)，很少發(fā)生堵塞，兼具自動記錄數(shù)據(jù)的功能，精度高造價高，且一旦損壞，維修困難適用于大或中型污水處理廠渦輪流量計兼具自動記錄數(shù)據(jù)的功能，精度高一旦損壞，維修困難適用于中或小型污水處理廠電磁流量計水頭損失小，不易聚集沉淀物質(zhì)

42、，很少發(fā)生堵塞，兼具自動記錄數(shù)據(jù)的功能造價高，且一旦損壞，維修困難適用于大或中型污水處理廠本設(shè)計綜合各種計量設(shè)備的優(yōu)缺點及適用范圍，采用巴氏計量槽來進(jìn)行計量。由于本設(shè)計設(shè)計最大流量為2.257m3/s，因此采用的巴氏計量槽的測量范圍在0.400m3/s2.800m3/s。3.1、活性污泥模型概述隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水體的污染日益嚴(yán)重，污水量也持續(xù)增加，國家對環(huán)境也日益重視，所有城鎮(zhèn)污水都必須經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)才能排放。傳統(tǒng)的污水處理分為一級處理、二級處理（生物處理）和污水三級處理（深度處理），三級處理用于污水的深度處理，一般用于污水中水回用，而一級處理則適用于地面凈水工藝，在城市污水處理中，常常

43、采用二級處理，活性污泥法憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢，成為一種基本而主要的生物處理法，也具有巨大的發(fā)展前景?；钚晕勰喾ň哂袑λ|(zhì)水量適應(yīng)性強(qiáng)，處理效果好、運(yùn)行靈活，控制性良好，處理成本低、可以通過厭氧、缺氧和好氧區(qū)的設(shè)置來同時達(dá)到脫氮除磷效果等優(yōu)勢。但是，活性污泥法尚一些問題未能解決，其在深度上的研究還待進(jìn)行。由于污水成分、運(yùn)行過程和生物過程的復(fù)雜性，要想能完全認(rèn)清其內(nèi)部的規(guī)律，要考慮從數(shù)學(xué)模型的角度上去研究，從而能夠在盡可能降低復(fù)雜程度的同時，最大程度的涵蓋到各因素的影響。在理論上，應(yīng)用數(shù)學(xué)模型不僅可以借助數(shù)學(xué)這一得力工具來幫助我們理解整個系統(tǒng)的內(nèi)在過程，提高我們的認(rèn)識深度；也可以建立模型來模擬系統(tǒng)不同

44、時間各組分的變化，總結(jié)其變化趨勢與規(guī)律，并通過改變不同參數(shù)來評估其影響程度；在實踐上，我們可以以實際水質(zhì)為基礎(chǔ)，利用模型進(jìn)行模擬，然后通過調(diào)整相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，在保證處理效果的基礎(chǔ)上達(dá)到處理費(fèi)用的最低化?；钚晕勰喾〝?shù)學(xué)模型的研究早在一九八二年展開，眾多學(xué)者提出了許多不同的意見，目前最為認(rèn)可的是活性污泥法系列數(shù)學(xué)模型（ASM），它是由國際水污染控制協(xié)會（IAWPRC）研究推出，并于一九八七年首次推出活性污泥1號模型（ASM1）?，F(xiàn)今，許多學(xué)者用ASM1來模擬硝化和反硝化的實際降解情況，并已證實效果可靠。隨著研究的不斷探索，對活性污泥法認(rèn)識也有所加深，活性污泥模型也相應(yīng)的在不斷的發(fā)展。一九九五

45、年，活性污泥拓展模型ASM2和ASM2D誕生。三年后，最新研究成果活性污泥法3號模型（ASM3）誕生，彌補(bǔ)了ASM1存在的一些不足。3.2、活性污泥數(shù)學(xué)模型簡介3.2.1、活性污泥一號模型活性污泥一號模型是活性污泥數(shù)學(xué)模型首先推出的模型，它是基于微生物死亡再生理論而提出的，涵括了有機(jī)碳氧化過程、硝化工程以及反硝化過程，模型并未包括磷的變化過程。在形式上采用矩陣來表達(dá)模型，從而使模型更加直觀，便于我們理解和使用。在ASM1中，將活性污泥反應(yīng)池的物質(zhì)共分成十三個組分，并根據(jù)污染物質(zhì)的去除途徑、微生物生長過程以及其他組分的存在情況分為八個過程。以組分為列，過程為行，將曝氣池各組分和過程一一對應(yīng)于模型

46、矩陣中，行與列的交叉處則表示組分對應(yīng)于相應(yīng)過程的化學(xué)計量系數(shù)。在矩陣最右側(cè)，各工藝過程的速率列于表中。任一組分的總速率等于不同過程的速率與化學(xué)計量系數(shù)之積再求和，然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律：進(jìn)入量+反應(yīng)量-排出量=0，可以計算出任意過程任意組分的反應(yīng)量?；瘜W(xué)計量系數(shù)可以通過過程的COD、氮和堿度的平衡方程求得。在ASM1中還給出了廢水特性、動力學(xué)參數(shù)的估計方法，但是當(dāng)條件不足時，也可以采用模型給出的推薦值來實際模擬，以尋求進(jìn)一步的更精確值?；钚晕勰嘁惶柲Ｐ褪悄壳耙呀?jīng)被證實的有效研究模擬硝化和反硝化的工具。應(yīng)用此模型，我們可以將過程的變量和參數(shù)控制在一定變化之中，從來來模擬曝氣反應(yīng)池的實際降解情況和各

47、反應(yīng)池的實際組分濃度，以此來評斷處理工藝是否合理；也可以通過對相關(guān)處理情況的設(shè)置，來進(jìn)行曝氣反應(yīng)池的優(yōu)化設(shè)計。但是，活性污泥一號模型僅僅考慮了有機(jī)物和氮的去除途徑，關(guān)于反應(yīng)池體內(nèi)磷的降解情況，并沒有涉及。因此，在城市污水日益要求嚴(yán)格的今天，模型就有待提高和發(fā)展，于是活性污泥二號模型應(yīng)用而生。3.2.2、活性污泥二號模型活性污泥二號模型（包括ASM2和ASM2D）是在活性污泥二號模型基礎(chǔ)上的延生。ASM2沿用了ASM1的矩陣表示和質(zhì)量平衡計算，但它更為復(fù)雜，包含了生物除磷過程，劃分出了更多的用來描述模型的組分和過程。ASM2與ASM1模型主要不同之處在于其包含的生物區(qū)分了細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因此必須區(qū)分出

48、不同作用的微生物，而不能籠統(tǒng)的用微生物質(zhì)量濃度來表示。另外，除了生物過程，ASM2還定義了二個化學(xué)過程，來模擬磷的化學(xué)沉淀。ASM2共劃分出來十九種組分，十九個過程、二十二個化學(xué)計量系數(shù)和四十二個動力學(xué)參數(shù)。它關(guān)于活性污泥法同時去除有機(jī)物、氮和磷的研究，給我們提供了一個強(qiáng)很好的借鑒，為我們進(jìn)一步研究開發(fā)出生物脫氮除磷的復(fù)合模型打下堅實基礎(chǔ)。但是模型中關(guān)于生物除磷部分的研究，還未能達(dá)到足夠高的可靠程度。ASM2D模型是在ASM2模型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的延伸模型，沿用了ASM2模型的基本思想。在ASM2模型中，與PAO相關(guān)的反硝化問題并未得到很好的解決。在ASM2D中，假設(shè)PAO中包含兩部分微生物，

49、其中一部分可以利用NO3-為電子受體在缺氧環(huán)境中進(jìn)行聚磷，同時NO3-得以去除，當(dāng)然，這部分PAO在缺氧環(huán)境中的生長及代謝速率都低于好氧環(huán)境。ASM2D模型中共定義了二十個組分、二十一個過程、二十二個化學(xué)計量系數(shù)以及四十五個動力學(xué)參數(shù)。與ASM2相比，ASM2D的一大優(yōu)勢在于：對磷酸鹽、硝酸鹽降解的動力學(xué)模擬更為準(zhǔn)確。同樣的，ASM2D也有其限制因素，主要為：（1）只適用于PH接近7的城鎮(zhèn)污水，應(yīng)用范圍受到限制；（2）溫度有效范圍是10-25，過高過低都受到限制；（3）模型中組分發(fā)酵產(chǎn)物假定為不溢流至好氧池，若出現(xiàn)溢流，模型不能很好說明。3.2.3、活性污泥3號模型ASM3模型是最新研究出的活

50、性污泥數(shù)學(xué)模型，它的思想和ASM1相似，是為了克服ASM1日益出現(xiàn)的問題而生的。ASM3模型包含了有機(jī)物的降解、氮的去除過程，對于磷的脫除并未納入考慮。因此對于包含了厭氧池的污水處理工藝而言，模擬效果可能會有所偏差。ASM3定義了十三個組分，九個反應(yīng)過程，目前常常被作為一個模塊用于自動編程控制中，應(yīng)用十分方便。3.3、ASM2D模型3.3.1、概念性方法ASM2是在ASM1的基礎(chǔ)上延伸而來的模型，ASM2更為復(fù)雜，它劃分了更多的組分來描述污水和污泥性質(zhì)，包括了更多的過程來描述曝氣池的生物化學(xué)反應(yīng)，在描述有機(jī)物氧化和氮去除的過程的同時，闡明了磷的生物去除過程。ASM2與ASM1模型主要不同之處在

51、于其生物量具有了內(nèi)部細(xì)胞結(jié)構(gòu)，因此必須區(qū)分出不同作用的微生物，微生物質(zhì)量濃度不能籠統(tǒng)的用微生物濃度來表示。在此前提下，模型中才能增加生物除磷過程。ASM2D則是根據(jù)ASM2思想，增加了兩個過程來，說明聚磷菌PAO可以在缺氧環(huán)境中利用體內(nèi)貯藏的內(nèi)碳源，反硝化聚磷，在反硝化脫氮的同時達(dá)到聚磷的效果。與ASM2假設(shè)不同，ASM2D假設(shè)PAO不僅可以在好氧環(huán)境中利用氧氣做電子受體來吸磷，也包含著一部分反硝化聚磷菌，它們可以在缺氧環(huán)境利用硝酸鹽（都以硝酸鹽計，不考慮反硝酸鹽的存在）來做電子受體進(jìn)行吸磷。同時，除了生物過程，ASM2D也增加了化學(xué)過程，來模擬化學(xué)除磷過程。ASM1是以COD來描述顆粒性有機(jī)

52、物和活性污泥的總的質(zhì)量濃度，ASM2則不同，因為它的污泥中包含了一部分聚磷酸鹽，而聚磷酸鹽并不對COD有任何貢獻(xiàn)，因此ASM2引進(jìn)一個新的組分總懸浮固體（TSS）。TSS也同時包括了進(jìn)水和磷的化學(xué)沉淀過程中的無機(jī)顆粒。關(guān)于這一點，ASM2D中與ASM完全相同。ASM2沒有區(qū)分單個細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只考慮了生物量總體的平均組成。由于每個細(xì)胞不一定處于相同的生長時期，則單個細(xì)胞的組成和結(jié)構(gòu)可能和群體有所不同。ASM2所用的動力學(xué)表達(dá)式是非線性的，因此，平均行為不一定從平均性質(zhì)來得到。國際水協(xié)課題組最終決定從實用性角度出發(fā)，采用以平均性質(zhì)預(yù)測平均行為來推導(dǎo)模型。3.3.2模型基礎(chǔ)3.3.2.1矩陣符號

53、ASM2D模型引用ASM1思想，表述上采用矩陣形式。以組分i為列，過程j為行，將曝氣池各組分和過程一一對應(yīng)于模型矩陣中，化學(xué)計量系數(shù)ji對應(yīng)于相應(yīng)的行與列的交叉處。在矩陣最右側(cè)，各工藝過程的速率列于表中。過程速率方程為矢量j，組分i的反應(yīng)速率可以用該組分在所有過程中的生成或消耗速率來計算得到：在化學(xué)計量的矩陣中，每個過程j中對應(yīng)的的某一個化學(xué)計量系數(shù)jk取值為1或-1，其余化學(xué)計量系數(shù)則給出了代數(shù)方程，該代數(shù)方程是根據(jù)守恒方程（COD質(zhì)量守恒、N質(zhì)量守恒、P質(zhì)量守恒和電荷守恒）得到。3.3.2.2守恒方程守恒方程的思想即為元素、電荷、電子既不能產(chǎn)生也不會消失。根據(jù)守恒思想可以計算得到化學(xué)計量系

54、數(shù)。ASM1中的守恒方程包括COD質(zhì)量守恒、N質(zhì)量守恒和電荷守恒方程，ASM2D在ASM1的守恒基礎(chǔ)上增加了P質(zhì)量守恒。另外，ASM2D還包含了一個將不同的固體組分都轉(zhuǎn)化為總懸浮固體XTSS的守恒方程。對任意組分i，其參與的所有過程j和質(zhì)量平衡涉及到的物質(zhì)c都符合下述守恒方程：式中：ji:組分i在過程j中的化學(xué)計量系數(shù)（Mi/Mk） Ici:轉(zhuǎn)化因子（Mc/Mi）,將組分i換算為參與守恒計量的物質(zhì)c每個方程中都包含著一個預(yù)測性信息，可將其應(yīng)用于其相應(yīng)的過程。若其他系數(shù)已知，各守恒方程可以允許有一個化學(xué)計量系數(shù)通過預(yù)測確定，無需再通過實驗確定。在ASM2及ASM2D中，化學(xué)計量系數(shù)可以通過以下方

55、程估計：SO2、SNO3和SN2可以通過COD守恒估計SNH4可以通過氮守恒估計SPO4通過磷守恒估計堿度SALK通過電荷守恒估計總懸浮固體可以從總固體守恒估計下表總結(jié)概括了各個轉(zhuǎn)化因子，這些轉(zhuǎn)化因子都是基于化合物為參與守恒的物質(zhì)，由化學(xué)計量學(xué)得來。 指標(biāo)因子i守恒所對應(yīng)的組分單位iCOD,i(g COD)iN,i(g N)iP,i(g P)iCharge,i(mole+)iTSS,i(g TSS)1SO2g(O2)-12SFg(COD)1iN,SFIP,SF3SAg(COD)1-1/644SNH4g(N)1+1/145SNO3g(N)-64/141-1/146SPO4g(P)1-1.5/317SIg(COD)1iN,SIiP,SI8SALKmol(HCO3)-19SN2g(N)-24/14110XIg(COD)1iN,XIip,XIiTSS,XI11XSg(COD)1iN