基于ASM的一体化膜生物反应器工艺模拟与多目标优化研究

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膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展

膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展【摘要】本文综述了膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展。

在介绍了膜生物反应器的基本原理、在环境污染治理中的作用以及研究背景。

在探讨了膜生物反应器在水处理领域、废水处理、与其他工艺的耦合应用、气体处理中的应用以及未来发展方向。

结论部分总结了膜生物反应器在环境治理中的重要性、工业生产中的潜力，并提出了未来研究方向建议。

研究显示膜生物反应器在环境治理领域具有广阔应用前景，未来的研究应该注重优化设计和成本降低，以推动其在工业生产中的更广泛应用。

【关键词】膜生物反应器、耦合工艺、应用研究、水处理、废水处理、环境污染治理、气体处理、未来发展、环境治理、工业生产、研究方向、重要性、潜力。

1. 引言1.1 膜生物反应器的基本原理膜生物反应器是一种利用半透膜分离技术和生物反应技术相结合的新型生物反应器。

其基本原理是通过将微生物培养在膜壳内或膜片表面，使底物和微生物分离，从而实现底物去除和产物收集的目的。

在膜生物反应器中，膜的作用不仅是隔离微生物和底物，还可以提供特定的生物反应环境，促进微生物的附着和生长，提高反应效率。

1.2 膜生物反应器在环境污染治理中的作用膜生物反应器能够有效去除污染物，包括有机物、重金属等。

通过膜的筛选和生物降解，可以很好地去除水中的有害物质，提高水质标准，保护水资源。

膜生物反应器具有高效、低能耗的优点，能够实现持续稳定的处理效果。

相比传统的水处理工艺，膜生物反应器在能耗上有较大优势，能够降低治理成本。

膜生物反应器还具有较小的空间占用和灵活性，适用于各种规模的污水处理工程。

无论是城市污水处理厂还是工业废水处理系统，膜生物反应器都能够根据需要进行灵活配置，达到最佳处理效果。

膜生物反应器在环境污染治理中发挥着重要作用，为改善环境质量、保护水资源做出了积极贡献。

在未来的研究和实践中，应进一步推广和优化膜生物反应器技术，促进环境保护和可持续发展。

1.3 研究背景随着工业化和城市化的快速发展，环境污染问题日益突出，水体、废水和气体的治理成为亟待解决的难题。

实验室用mb膜生物反应器设备工艺原理

实验室用MB膜生物反应器设备工艺原理前言MB膜生物反应器作为一种新兴的生物技术设备，被广泛应用于环境污染治理、食品加工、制药等领域。

其中，实验室用MB膜生物反应器则是用于进行实验室研究和小规模试验的一种设备。

本文将对实验室用MB膜生物反应器设备工艺原理进行详细介绍。

什么是MB膜生物反应器MB膜生物反应器是基于膜技术和生物技术相结合的一种新型反应器。

它采用超滤膜或微孔膜作为分离膜，利用膜的分离作用将微生物细胞与培养基分离开来，防止微生物的流失，从而可以维持稳定的微生物群落。

在MB膜生物反应器中，微生物细胞固定在膜的一侧，形成生物膜。

底部则是培养基，微生物在生物膜中生长代谢，产生废水和废气等物质。

这些废物经过膜的过滤作用进入底部的培养基，从而可以进行后续的处理和回收。

实验室用MB膜生物反应器的结构实验室用MB膜生物反应器一般由反应器主体、膜组件和配件组成。

其中，反应器主体为圆筒形，材质一般为PP或PVC，配备进口电磁阀、液位控制器、发泡压力计等功能组合，以满足实验室操作的需要。

膜组件则包括分离膜和固定膜，用于保持微生物群落的稳定。

最后，配件则包括气泵、加热器、水泵等，为反应器提供必要的氧气、热量和水等资源。

实验室用MB膜生物反应器的工艺原理实验室用MB膜生物反应器的工艺原理一般包括微生物种植、废物处理和产品回收等三个阶段。

微生物种植阶段在实验室用MB膜生物反应器的微生物种植阶段中，首先需要将培养基注入反应器底部，然后向反应器引入适当浓度的微生物种子，并通过加热器为微生物提供适宜的生长温度。

同时，通过气泵将空气送入反应器，为微生物提供氧气，促进微生物生长代谢。

在此过程中，反应器中的微生物会在生物膜上生长繁殖，并分解底部的培养基产生废物。

废物处理阶段在实验室用MB膜生物反应器的废物处理阶段中，生物膜的分离膜起到了关键作用。

它可以防止微生物的流失，并通过过滤废物等物质，使底部的培养基得到净化和回收。

同时，处理后的水体可以进一步进行处理或回收利用。

膜生物反应器的建模模拟

第 29 卷
2 膜污染的模型
与其它膜过程类似，膜污染是限制膜生物反应器在实际工程应用的重要原因。
膜生物反应器中，包括污泥在内的各种悬浮颗粒、胶体粒子和溶解性大分子有机物均能在膜面和膜孔进行吸附沉积，堵塞膜孔，造成膜通量下降。膜污染和多种因素有关，其中有机污染和生物污染尤为严重。 2.1 经校正后的 Darcy 方程[5]
图 4 GPS－X 软件中 MBR 模块设置示意图
图 3 膜生物反应器的简捷模型
模型中的若干等式如下：
（19）
有机碳被细胞生长利用的部分用 V（R -γTOC）表示[13, 14]。可得到
（20）
其中：μ=
μmax×CTOC,R KTOC+CTOC,R
（根据
Monod
方程）
另外根据 IWA 的 ASM1 模型并结合膜污染模型，同时
收稿日期：2009-06-17 作者简介：王和锋（1980~），男，山东青岛人，工程师，在职硕士研究
生。 E-mail:asxaswang@
图 1 死亡-再生理论示意图
ASM 系列自 1987 年推出以来，经过不断发展目前已有 ASM1，ASM2，ASM2d，ASM3 等若干种模型。模型均以矩阵方式进行描述，分别包含不同的子过程、组分、动力学参数和化学计量学系数。随着污水处理技术的发展，ASM1 由于不能适合包括含除磷作用的系统而使其使用受到限制。而生物除磷过于复杂，使 ASM2 虽加入了除磷过程但模拟效果不佳， ASM3 中也不包括除磷过程。ASM3 是对 ASM1 的修正，较前者更强调微生物的作用，但其准确性有待于进一步验证。实际应用中多选用 ASM1 模型。 1.3 模型应用

膜生物反应器的优化设计

Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＭｅｒｎｉｒａｔｒＭＢｍｂａｅｂｏｅｃｏ（Ｒ）ｗｓｐｉｒｎｒｔｎｉｎｆｒｍｕｉｉａａｄｉｄｓｉｌｗｓｗｔｒａａｄｍｏｅａｄｍｏｅａｔｔｏｎｃｐｌｎｎｕｔａａｔａｅｅｏｒｅ
ｔｅｔｎｓＨｏｖｒｍｅｂａｅｆｕｉｇｗａｎｅｍａｎｏｔｃｅｆｒｗｉｅｐｌｃｔｎｏＢＲ．Ｏｖｒｔｅｐｓｅｙａｓ，ｒａｍｅｔ．ｗｅｅ，ｍｒｎｏｌｎｓｏｉｂｓａｌｏｄｒａｐｉａｉｆＭｏｅｈａｔｆｗｅｒｃｎｉｅａｌｎｅｔｇｔｎｒｅｆｒｅｏｕｄｅｓａｄｔｅｍｅｈｎｓｏＢＲｏｌｎｏａｉｎ，ａｄｔｅｍｅｓｒｓｔｏｓｄｒｂｅｉｖｓｉａｉｓｗｅｅｐｒｏｍｄｔｎｒｔｎｈｃａｉｍｆＭｏｆｕｉｇｆｒｔｍｏｎｈａｕｅｏｍｉｉａｉｇｍｅｒｎｏｌｇｗｅｅｄｓｕｓｄ．Ｔｅｓｎｆｍｅｒｎｏｌｎａｕｅｒｕｔｇｔｍｂａｅｆｕｉｒｉｃｓｅｎｎｈｅｒａｏｓｏｍｂａｅｆｕｉａｄｍｅｓｒｓｗｅｅｓｍｍａｚｄｔｅｕｅｎｇｉｒｅｏｒｄｃｍｅｒｎｏｌｎｉｌｎｔｅｂｓｓｏｒｖｏｓｒｓａｃ．ｍｂａｅｆｕｉｇｓｍｐｙｏｈａｉｆｐｅｉｕｅｅｒｈ
・
１８・６

膜生物反应器工艺流程

膜生物反应器工艺流程
《膜生物反应器工艺流程》
膜生物反应器（MBR）是一种集成了膜分离和生物反应两大
技术的新型废水处理设备。

它通过将膜分离技术与生物反应技术有机结合，能够高效地去除废水中的有机物、氨氮和微生物等污染物，处理后的水质高度清澈，可以直接用于再利用或者排放。

膜生物反应器工艺流程包括预处理、生物反应和膜分离三个主要步骤。

首先是预处理阶段，主要是对废水进行一系列的处理，包括调节PH值、去除悬浮颗粒物等步骤，以保证进入生物反应器的
水质符合要求。

其次是生物反应阶段，废水经过预处理后，进入MBR反应池，这里的关键是利用活性污泥中的微生物来降解有机物和氨氮等污染物。

通过生物氧化作用，微生物将有机物分解为无害的二氧化碳和水，同时也能将氨氮转化为氮气。

这一步骤能够彻底去除水体中的污染物，并且形成含有污泥颗粒和微生物的混合液。

最后是膜分离阶段，通过在生物反应池上方设置膜模块，利用膜的微孔结构将混合液中的微生物和污泥颗粒截留在反应池内，同时将清澈的水分离出来，使得反应池内的混合液浓缩，从而实现“膜分离与生物反应”的有机结合。

总的来说，膜生物反应器工艺流程将预处理、生物反应和膜分离有机结合，充分发挥了生物反应的去污能力和膜分离的净化效果，是一种高效、节能、环保的废水处理技术。

一种新型一体式膜生物反应器的设计

生，锐等通过电镜对中空纤维膜的内表面进行观刘
察，现膜内的微孔中有大量的丝状菌、状菌和发球短杆状菌Ｊ。
作者简介：润生（９５）男，族，程师，学硕士，陈１７一，汉工工研究方向：水污染控制技术的研究与应用。Ｅｍａ：ｈｎｒｎｈｎ１３－ｉｓｅｇｃｅ＠６．ｌｕ
第１Ｏ卷
第２０期２１７月００年
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ１１Ｎ．０Ｊｌ００ｏ．０ｏ２ｕｙ２１
１７ —８５２１）０５２ —５６１１１（００２ — １００
ＳｉｎｅＴｃｎｌｇｎｎｉｅｒｇｃｅｃｅｈｏｏｙａｄＥｇｎｅｉｎ
堵塞，使膜的透过流量与分离特性下降的现象。
膜污染主要来源于三个方面。其一是凝胶层，
即滤饼，主要是水透过膜后被截留下来的部分活性
要定期清洗等问题，严重妨碍了一体式膜生物反应
器在工程中的推广普及，也制约了其处理能力的进
器的改进提供一个新的途径。
１当前一体式膜生物反应器存在的问题
１１膜污染严重、量下降的问题．通膜污染是指与膜接触的料液中的微粒、体粒胶
子或溶质分子与膜存在物理、学作用或机械作化用，面或膜孔内吸附、积，成膜孔径变小或在膜沉造

一体化AO膜生物反应器中微生物群落的生物多样性及演替的开题报告

一体化AO膜生物反应器中微生物群落的生物多样性及演替的开题报告一、研究背景随着人类社会的不断发展和人口的增加，水资源的短缺和水污染问题成为了全球关注的热点问题之一。

以膜生物反应器（MBR）为代表的新型污水处理技术因其高效性、灵活性、能耗低等优势受到了越来越多的关注。

其中一种常用的反应器就是一体化AO膜生物反应器。

该反应器由硝化池、好氧池、缺氧池和厌氧池四个部分组成，通过使用膜分离技术使污水中的有机物质和氮、磷等物质得到有效去除，从而达到了高效水处理的目的。

然而，膜生物反应器中微生物群落的生物多样性及演替规律对水处理效果的影响仍未得到深入的研究。

二、研究目的本研究旨在探究一体化AO膜生物反应器中微生物群落的生物多样性及演替规律，探究不同环境因素对微生物群落结构的影响，为优化污水处理工艺提供理论依据，并为更好地理解微生物群落的功能和生态学意义提供参考。

三、研究内容1.通过对一体化AO膜生物反应器中微生物的分离和纯化，建立微生物库，并对其进行基本形态学和生化特性和16S rDNA序列分析等测试。

2.采用高通量测序技术对不同反应部件的微生物群落结构进行深度分析，从而揭示不同反应器处于不同操作状态下微生物群落的差异。

3.探究一体化AO膜生物反应器中影响微生物生命周期和群落演替的关键环境因素，并确定微生物群落演替规律。

4.利用现有的进化生态学理论和模型对微生物群落演替规律进行模拟和预测，为优化污水处理工艺提供理论支持。

四、研究意义本研究通过对一体化AO膜生物反应器中微生物群落的生物多样性及演替规律的研究，可为深入了解微生物群落对污水处理的影响提供全面探讨，为改进污水处理技术提供理论指导和技术支持，具有重要的环境保护和社会经济效益。

《基于计算流体力学的膜生物反应器流场计算与结构优化》

《基于计算流体力学的膜生物反应器流场计算与结构优化》一、引言膜生物反应器（Membrane Bioreactor，MBR）作为一种新型的污水处理技术，其核心优势在于高浓度的污泥负荷和低排放的优点。

流场分布的合理性对MBR的性能有着显著影响，因此，对MBR的流场进行精确计算与结构优化显得尤为重要。

本文旨在基于计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）对膜生物反应器的流场进行计算，并进一步进行结构优化。

二、计算流体力学基础计算流体力学是一种通过计算机模拟流体流动、传热和质量传递等物理现象的技术。

在MBR的流场计算中，CFD可以模拟复杂的三维流场，通过求解Navier-Stokes方程和湍流模型等基本物理定律，实现对MBR内流体流动特性的定量分析。

三、膜生物反应器流场计算首先，构建MBR的三维模型。

然后根据实验条件设置模型的初始参数和边界条件，包括进水流速、出口压力等。

在求解过程中，选用适当的湍流模型，如k-ε模型或大涡模拟模型（LES）等，来模拟流体的流动过程。

通过对模型的数值计算，得到MBR内部详细的流场分布信息。

分析流体在反应器中的速度、压力和浓度分布情况，进而判断流场的均匀性和稳定性。

同时，还可以通过分析流体的剪切力分布情况，评估膜的受力和磨损情况。

四、结构优化策略根据流场计算结果，提出以下结构优化策略：1. 优化进水和出水口的设计：通过对进水和出水口的位置、尺寸和角度进行调整，优化进出水流量分配和流动方向，从而提高流场的均匀性和稳定性。

2. 增加搅拌装置：在反应器中增加搅拌装置，如机械搅拌或气升式搅拌等，以增强流体在反应器中的混合程度，提高传质效率。

3. 优化膜组件布局：调整膜组件的排列方式和间距，以改善膜表面的剪切力分布，减少膜的磨损和堵塞现象。

4. 优化反应器结构：对反应器的几何形状、高度和直径等参数进行优化，以提高流体在反应器内的流通效率和处理效果。

膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势

膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势膜生物反应器(Membrane Bioreactor, 简称MBR)是一种将膜技术与生物反应器相结合的新型污水处理技术。

自20世纪80年代开始研究以来，MBR凭借其高效、节能的特点在污水处理领域迅速得到了广泛应用。

本文将从MBR的基本原理、研究现状以及发展趋势三个方面进行探讨。

MBR的基本原理是在传统的活性污泥法基础上加入膜分离技术。

污水通过生物反应器，通过微生物的作用来分解有机污染物。

随后，通过膜分离过程，将污水和活性污泥进行分离。

由于膜分离可以有效隔离悬浮物、胶体物以及微生物，因此可以实现几乎绝对的固液分离效果。

同时，膜分离还可以实现过滤膜上的生物附着层，从而减少生物反应器中传统沉淀污泥的产生，提高处理效果。

MBR的研究现状主要体现在以下几个方面。

首先，研究者通过对反应器结构的优化，如提高通气效果、优化水流动力学以及增加反应器的比表面积等，提高污水处理的效果。

其次，针对MBR中膜污染问题，研究者进行了大量的研究工作，使得膜耐污性得到了极大提高。

第三，近年来，随着膜技术的进一步发展，新型的膜材料和膜模块不断涌现。

这些新技术的应用进一步改善了MBR的性能。

最后，智能化控制系统也成为MBR 研究的热点领域，通过引入自动化控制技术，可以提高工艺运行的稳定性和可靠性。

MBR的发展趋势主要体现在以下几个方面。

首先，膜技术的进一步提升将改善膜的耐污性，延长膜的使用寿命。

其次，随着MBR在实际应用中的不断推广，成本降低将成为发展的关键。

通过改进反应器结构、减少设备的耗能，降低MBR技术的总体成本是未来的发展方向之一。

第三，MBR的自动化程度将得到进一步提高，通过引入先进的控制系统和远程监控技术，可以实现对污水处理过程的实时监测和管理。

此外，MBR技术还将与其他新兴技术结合，比如光催化、电化学等，形成多技术联合治理的综合技术体系。

尽管MBR在污水处理方面取得了显著的成果，但仍然面临一些挑战。

膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势

膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势引言：膜生物反应器（Membrane BioReactor, MBR）作为一种新型的污水处理技术，结合了生物反应器和微滤、超滤、纳滤等膜分离技术，具有处理效果好、占地面积小、出水质量高等优点，广泛应用于城市污水处理、工业废水处理以及水资源再生利用等领域。

本文将介绍目前膜生物反应器技术的研究现状以及未来的发展趋势。

一、膜生物反应器技术的发展历程膜生物反应器技术最早在20世纪70年代被提出，并在国外得到较为快速的发展。

最早的膜生物反应器主要采用微滤膜，而且主要用于海水淡化和水资源再生利用等领域。

在20世纪80年代，超滤膜和纳滤膜的研究开始兴起，并被应用于污水处理和废水处理等领域。

进入21世纪，膜生物反应器技术得到了全球范围内的广泛推广和应用，成为污水处理行业的一种主流技术。

二、膜生物反应器技术的研究现状1. 膜材料的研究膜材料是膜生物反应器技术的关键因素之一，不同材料的选择会直接影响到MBR的处理效果和成本。

当前，常用的膜材料主要包括聚丙烯膜、聚酯膜和聚醚膜等。

近年来，研究者们通过改性聚合物、无机纳米材料等新技术手段，提高了膜材料的抗污染性能和抗老化性能，进一步提高了MBR系统的稳定性和运行效果。

2. 运行参数的优化膜生物反应器技术的运行参数包括通水速度、污水进水浊度、曝气条件等。

优化这些参数可以提高MBR系统的处理效率，减少能耗和化学品消耗。

研究者们通过模型模拟和试验研究，系统评估了各参数对MBR系统的影响，为优化MBR系统的运行提供了理论依据。

3. 膜污染与膜清洗技术膜污染是膜生物反应器技术面临的一个关键问题，主要包括膜污染和膜前、膜后处理。

研究者们通过膜材料改性、悬浮物预处理、化学清洗等措施，有效降低了膜污染的程度，并提高了膜的使用寿命。

三、膜生物反应器技术的发展趋势1. 高效膜材料的研发目前常用的聚合物膜材料在抗污染性能和抗老化性能方面还存在一定的局限性。

膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展

膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展1. 引言1.1 膜生物反应器的概念膜生物反应器是一种将膜技术与生物反应器相结合的新型反应器，通过在反应系统中引入膜分离技术，实现废水处理、生物降解、生物制药和食品工业等领域的高效能和高纯度生产。

膜生物反应器的主要原理是利用膜的特殊结构和分离性能，通过膜的筛选作用和传质调控，实现废水中有害物质的去除和有用物质的保留，从而达到对废水进行高效处理的目的。

膜生物反应器具有反应效率高、操作简单、占地面积小、能源消耗低、运行成本低、操作稳定等优点，在废水处理、生物降解、生物制药和食品工业等领域有着广泛的应用前景。

随着膜技术和生物技术的不断发展，膜生物反应器在应用中展现出了更大的潜力和优势，成为了当前研究和应用的热点领域之一。

通过不断深入研究和实践应用，膜生物反应器将为实现环境保护、资源高效利用和永续发展提供重要技术支持和解决方案。

1.2 耦合工艺的意义耦合工艺的意义在膜生物反应器的应用中起着至关重要的作用。

耦合工艺是指将不同的生物或化学过程结合在一起，以达到更高效的处理效果。

通过耦合工艺，可以实现不同反应器之间的协同作用，提高废水处理的效率和质量。

耦合工艺还可以实现资源的综合利用，减少能源消耗和废物排放，达到可持续发展的目标。

在膜生物反应器的应用中，耦合工艺可以将不同类型的膜反应器结合在一起，形成多级处理系统，使废水在不同环境下经过多次处理，达到更高的处理效果。

耦合工艺还可以将膜生物反应器与其他生物降解技术结合起来，充分利用各自的优势，提高废水处理的效率和水质的净化程度。

耦合工艺在膜生物反应器的应用中扮演着重要的角色，可以提高废水处理的效率和质量，减少资源的浪费，为环境保护和可持续发展做出贡献。

研究耦合工艺的意义和优势对于推动膜生物反应器及其应用的发展具有重要意义。

2. 正文2.1 膜生物反应器在废水处理中的应用膜生物反应器在废水处理中的应用是一种高效的水处理技术，其主要优势包括高降解效率、节约空间、操作简便等。

膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展

膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展膜生物反应器（MBR）是一种结合了膜分离技术和生物反应过程的新型污水处理技术，具有出水水质优良、占地面积小、操作稳定等优点，已经在污水处理领域得到了广泛应用。

随着MBR技术的不断改进和完善，以及其与其他工艺的耦合应用研究逐渐深入，MBR技术在废水处理、污泥处理、资源回收等方面的应用也得到了进一步拓展。

本文将介绍膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展，并对未来的发展方向进行展望。

一、膜生物反应器的基本原理及特点1.基本原理膜生物反应器是将膜分离技术与生物反应过程相结合的一种污水处理技术。

其基本原理是：在MBR中，通过膜分离技术，可以将生物反应器中的污水与生物污泥充分分离，使得生物污泥得以保留在反应器内，同时可以大大提高出水水质。

2.技术特点（1）出水水质优良：由于MBR的膜分离技术可以有效截留污水中的微生物、浮游物等杂质，使得出水水质非常优良，可以直接达到再生水标准。

（2）占地面积小：相比传统的活性污泥法，在MBR中不再需要大量的沉淀池和二沉池等设备，因此可以大大节约占地面积。

（3）操作稳定：由于MBR中膜分离技术能够有效保护生物污泥，避免了生物污泥的流失和膜污染等问题，使得系统运行更加稳定可靠。

1.膜生物反应器-反渗透工艺（MBR-RO）MBR-RO是将MBR技术与反渗透技术相结合的一种高级水处理工艺，主要用于对污水进行深度处理，产生高品质的再生水。

MBR-RO工艺的出水水质稳定、无菌纯净，可以直接用于工业用水、农业灌溉等领域。

2.膜生物反应器-厌氧消化工艺（MBR-AD）MBR-AD是将MBR技术与厌氧消化技术相结合的一种污泥处理技术，主要用于污泥的减量化处理和资源化利用。

MBR-AD工艺能够高效地降解污泥有机物，减少废污泥的产生，同时产生沼气等再生资源。

3.膜生物反应器-生物质炭吸附工艺（MBR-BC）MBR-BC是将MBR技术与生物质炭吸附技术相结合的一种污染物去除技术，主要用于对水体中的有机物、重金属等污染物进行吸附和去除。

膜生物反应器处理技术的研究现状

第３５卷第７期２１００年７月
环境科学与管理
ＥＮＶＩＲＯＩ￣ＮＴＡＬＣＩＳＥＮＣＥ＾ＮＤｌｈ＾Ｎ＾ＧＥＭ匝ＮＴ
Ｖｏ５Ｌ３Ｎ７
Ｊｌ２１ｕｙ００
文章编号：６４— １９２１）７— ０６— ４１７６３（００００６０
要：生物反应器（ｅｂａｅＢｏｇａＲａｔ，Ｒ）将膜分离技术与生物处理技术相结舍形成的一种膜ＭｍｒｉｏｉｌｅｃｒＭＢ是ｎｌｃｏ
新型、高效的污水处理技术。通过论述膜生物反应嚣的种类、构造和特点等方面内容。以及国内外对膜生物反应器在污水处理技术方面和应用方面的现状及研究方向，重点解决工艺中存在的能耗高、膜的价格高、通量低、污染较快等缺点，膜生物处理技术在污水处理中必将得到更广泛的应用。关键词：生物反应器；用；究膜应研中圈分类号：０．３１文献标识码：Ａ
ｃ髑幽ｔｃｏｏｙｃｍｂｎｏｆｒａｎｗ，ｈｇｌｆｃｅｔｓｗｇｒａｍｅｔｔｃｏｏｙａｅｉｃ鼹ｅｈｐｓｏｍｂａｅｅｈｌｇｏｉｅｔｍｅｎｏｉｈｙｅｆｉｎｅａｅｔｔｎｅｈｌｇ．Ｐｐｒｄｓｕｓｔｅｔｅｆｍｅｒｎｉｅｎｙｂｏ— ｒａｔｒｔｃｕｅａｄｃａａｔｒｔｓｏｓｅｔ，８ｌａｔｈｍｅａｄａｒａｎｍｅｒｚｉｉｅｃｏ，ｓｒｔｒｈｒｃｅｉｉｆａｐｃｓｓｗｅｌＳａｏｎｂｏｄｏｍｂｓｌｂｏ—ｒａｔｒｉｓｅｔｒｕｎｓｃｅｅｃｏｎｗａｔｗａｅｔｅｔｎｅｈｏｏｉｓａｄａｐｉａｉｎｔｔｓａｄｒｓａｃｉｃｏｓｏｕｉｇｏ０ｖｒｒｃｓｅａｘｓＪｈｅｅｇｏ・ｒａｍｅｔｔｃｌｇｅｐｌｌｓｓｕｅｅｒｈｄｒｔｎ，ｆｃｓｎｎ８ｌｉｇｐｏｅｓｓｔｔｉｔｉｈｎｔｙｃｎｎｎｃｏａｎｅｉｌｈｅｎｇ＇

asm工艺模型的应用研究进展

ASM 工艺模型的应用研究进展赵静张洋（北京航天试验技术研究所北京100074）1水处理的数学模型日前,基于活性污泥法原理,学者们提出了众多数学模型:前期模型针对碳去除过程做了描述,但有一定的局限性。

20世纪70年代,国际水协提出的活性污泥模型ASMs ,并在数年间不断改进模型,ASM3模型和ASM2D 引入多个生物反应过程和多种组分,能够较全面表征生物处理过程。

2ASM 模型的介绍国际水协提出的活性污泥模型ASMs [1]是目前最具代表性的活性污泥数学模型。

ASM1描述了好氧、缺氧过程中多种反应。

1995年的ASM2,可以描述有机物的厌氧、缺氧、好氧、P 代谢、硝化及反硝化等多个过程。

1999年的ASM2D ,证明P 代谢与缺氧反硝化的同步性,同年的ASM3以增加内源呼吸的考虑,进一步完善模型。

ASM 系列模型的水质组分、系数需要通过利用呼吸计量法、物化法测量。

由于实际污水处理系统条件的不同,模型应用时,需要对参数值通过实验和数学方法校正[2]。

3ASM 模型的应用3.1ASM 模型的修正应用目前的应用中,一般以ASM 系列模型与实际情况比较,通过完善模型适应不同运行条件下的活性污泥系统,从而更好得预测处理效果。

由于模型包含多种参数,一般学者都通过导入参数的数学模型软件进行研究。

针对昆山锦溪污水处理二期工程的改造,周军等[3]通过控制污泥龄、污泥回流比、好氧工艺中的溶氧区溶解氧、厌氧区溶解氧等关键参数,为实现水质达标提供了良好的操作方案。

王巍巍等[4]利用GPS-X 软件,基于ASM2D 模型,分析了分段进水A 2/O 工艺与常规A 2/O 工艺的出水效果,通过数学模型的模拟,确定了最佳配水比对原有工艺进行改造。

西安市某污水处理厂[5]奥贝尔氧化沟污水处理工艺利用ASM2D 模型建模校正后利用模型对工艺优化分析,优化氧化沟污泥回流比与BOD5污泥负荷率。

郭彦雪[6]对国际水协推出的活性污泥2D 号模型ASM2D 优化,以菌胶团的厌氧核为着手点,改良ASM2D 模型后模拟COD 、N 和P 在氧化沟中的降解过程从而改良氧化沟工艺。

改进型膜生物反应器运行机理研究

试验水质
试验用水为聊城大学建工学院教学楼化粪池的
� � 生物系统代替传统 M B 工艺中的悬生活污水其已经大量沉降水质具有一定的代表 1 )以固化微浮性 � 微生 � 物系统 � � 性分析方法根据参考文献 10 进行具体参数见表 1 表1
� � 离的能力从而使系统出 � 水水质和容积负荷都得到了量增加 9 同时由于取消了高分子滤膜解决了膜污染
大幅度提高 1-3
MB
工艺具有出水水质好分离效率本次试验是在保留 M B
问题
高活性污泥质量浓度高易于实现自动化控制等优点 4-8 但是能耗高易污染工艺优点基础上进行了如下改进
B B
系统对污染物的处理分 2 步进行 1 )截留内完成 2 ) 生物降解吸附在载
2 2
吸附污染物与载体相接触快速被载体表面截留并吸附此过程可在 1 体表面的有机物在微生物作用下被降解成 C 试验结果及分析
� 2 65 0
� � � � � C /( / ) � �
试验运行工况
运行方式试验开始 9
后开始采样以后平均每 2
� � � � 平均进水 /
取 1 次样在 2009 年 3 月 25 日试验原理
2009 年 11 月 15 日
2 31 . 3 39. 7 38. 6 4 0. 1 31 . 5 36. 6 38. 0

基于ASM2D模型对改良A~2O工艺的模拟与优化

基于ASM2D模型对改良A~2/O工艺的模拟与优化随着国家经济的发展及人们生活水平的提升,国家对污水厂提出了更严格的要求。

提升污水厂面临突发情况的应变能力、降低其出水污染物浓度及节约运行费用成为目前污水厂优化改造的目标。

基于活性污泥模型构建污水处理工艺模型,可以有效模拟工艺运行情况,并针对污水厂现有问题能快速提出改造方案,优化其运行参数。

本文以广州市某污水厂改良A~2/O工艺为研究对象,采用实验研究与计算机模拟相结合的方法,测定进水COD组分的含量,单因素和多因素分析预缺氧池进水分配比、混合液回流比、污泥回流比、DO、SRT、HRT这六个控制参数对改良A~2/O工艺处理效果的影响。

本文的主要研究内容及结论如下:(1)本文测定广州市某污水厂2016年10月至2017年10月共12个月的进水COD组分的含量,采用间歇OUR法测定S_S、X_S和X_H,絮凝过滤法测定S_I、蒸馏法检测S_A,S_F和X_I分别利用物料平衡公式S_F=S_S-S_A、X_I=COD-S_S-X_S-S_I-X_H计算得出。

进水S_I、S_S、X_S、S_A、S_F、X_H的浓度变化范围分别为:11.8 mg/L~62.1 mg/L、10.73 mg/L~41.98 mg/L、22.97mg/L~98.98 mg/L、4.6 mg/L~22.5 mg/L、4.59mg/L~22.86 mg/L、13.58mg/L~119.39mg/L。

(2)基于ASM2D模型利用WEST软件平台构建改良A~2/O工艺模型,通过对化学计量参数和动力学参数进行灵敏度分析,调整灵敏度较大的参数后,出水COD、氨氮、TN、TP的模拟结果与实际值之间相对误差均小于5%,模型与实际情况达到最大吻合。

(3)基于改良A~2/O工艺模型,单因素分析该厂的六个工艺参数对出水COD、氨氮、TN及TP的影响。

之后就单因素分析结果选取各参数的的适宜选取范围进行多因素正交分析。

膜生物反应器ASM-CFD耦合仿真研究进展

膜生物反应器ASM-CFD耦合仿真研究进展杨敏;徐荣乐;袁星;罗南;郁达伟;魏源送;樊耀波【期刊名称】《膜科学与技术》【年(卷),期】2015(035)006【摘要】膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)出水水质和运行能耗受生化反应和水力条件的共同影响,开展基于生化反应动力学与水力输运过程相互作用下的数字化MBR仿真模拟,对MBR节能减耗、结构优化及创新具有重要意义.文章介绍在MBR生物-水力场仿真模拟中常用的生化反应动力学模型,活性污泥模型(activated sludge model,ASM)及计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模型,综述ASM-CFD耦合模型对MBR生物-水力场仿真研究的最新进展.综述结果表明,ASM-CFD可以较好地模拟短污泥龄(sludge residence time,SRT)MBR生物-水力场,能提供准确、丰富的流场和污水组分浓度分布信息.【总页数】8页(P126-133)【作者】杨敏;徐荣乐;袁星;罗南;郁达伟;魏源送;樊耀波【作者单位】中国科学院生态环境研究中心,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,北京100085;中国科学院生态环境研究中心,北京100085【正文语种】中文【中图分类】X703【相关文献】1.膜生物反应器中膜污染控制的研究进展 [J], 赵冰心;黄万抚;李睿涵2.膜生物反应器中膜污染研究进展 [J], 申露文3.修正ASM-CFD耦合仿真在MBR运行及膜污染中的应用研究 [J], 杨漪帆; 俞亦政; 王奇; 马春燕4.曝气冲刷对膜生物反应器膜污染的控制机理研究进展 [J], 汪婧; 张翔; 黄乐; 黄焕林; 冯华军5.用于膜生物反应器的膜丝结构及膜生物反应器 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于ASM2D的微曝氧化沟工艺模拟与优化

基于ASM2D的微曝氧化沟工艺模拟与优化赵颖慧;陈俊;董良飞【摘要】基于活性污泥数学模型ASM2D,参照实测出水水质对所建模型进行校准与验证,优化常州市戚墅堰污水厂微孔曝气氧化沟工艺.探究微孔曝气氧化沟处理低碳源城市污水的效能.针对进水分配比、污泥回流比、SRT及曝气区容积4个方面,进行模拟分析及优化调节.结果表明:缺氧段与厌氧段进水分配比为4:6时,系统可最大程度利用原水碳源;SRT控制为24.2 d、污泥回流比控制在60％～67％时,可达到较好的脱氮除磷效果;将好氧区的前1/3停止曝气,对TN和TP的去除都有贡献.该优化方案的实施能在一定程度上提高污水处理厂运行效率,并节能降耗.【期刊名称】《常州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(031)002【总页数】9页(P67-75)【关键词】ASM2D;微孔曝气氧化沟;模拟;进水分配比;污泥回流比;SRT【作者】赵颖慧;陈俊;董良飞【作者单位】常州大学环境与安全工程学院,江苏常州 213164;常州市排水管理处,江苏常州 213017;常州市排水管理处,江苏常州 213017;常州大学环境与安全工程学院,江苏常州 213164【正文语种】中文【中图分类】O621.3污水处理工艺包含多种工艺单元，反应机理复杂，存在很多干扰和不确定因素，是一个典型的非线性、多变量、非稳定的时变系统[1]。

中国传统的活性污泥工艺设计方法多数依靠工程经验，设计参数取值范围大，调整周期长，成本高，并存在一定风险。

为更好地进行活性污泥工艺的优化设计和运行，采用污水处理工艺仿真模拟技术，通过动力学模型来分析和总结变化趋势。

通过污水处理系统仿真模拟，可对污水处理厂的全流程(如从进水—初沉池—生化反应池—二沉池—出水)构建数学模型，对不同条件下的处理效果进行预测诊断和系统分析，得到各种优化的解决方案[2]。

污水处理系统仿真方法已经成为污水处理厂工艺设计、优化运行、过程控制与节能降耗的有力工具。

ASM2D模型的多模式AAO工艺模拟和优化

ASM2D模型的多模式AAO工艺模拟和优化占梦潮;洪俊明;邹璐鲜;戴兰华;陈向强;谢小青【期刊名称】《华侨大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(038)001【摘要】利用活性污泥2D模型（ASM2D）构建厌氧-缺氧-好氧（AAO）多模式工艺的模型，通过灵敏度分析，对模型的动力学参数进行校正．通过改变工艺运行模式，排泥量、内回流比和外回流比，优化多模式AAO 工艺．结果表明：该污水处理厂的最优工艺运行模式为改良式AAO 模式；当控制排泥量为2000 m3·d－1时，内回流比为100％，外回流比为50％，出水CODCr、氨氮和总氮质量浓度等指标均可达到GB 18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准；经过模拟和比较，曝气能耗比原来节省28．7％，内回流能耗相比原来节省37．3％．%Activated sludge model No 2D (ASM2D)has been used to establish the model of multi-mode anae-robic-anoxic-oxic(AAO)process.The kinetic parameters of the model were calibrated through the sensitivity analysis,and the sludge discharge capacity,the interior return ratio and external reflux ratio were adjusted in order to optimize the operation of multi-AAO process.The results showed that the optimal process operation of sewage treatment plant was the Modified AAO mode.If the capacity of sludge discharge was controlled to 2 000 m3 ·d-1 ,the interior return ratio could be 100%,the external reflux ratio 50%,and the concentrations of the ef fluentρ(CODcr),ρ(NH3-N)andρ(TN)all belowthe threshold values set out by the Chinese legisla-tion of DischargeStandard of Pollutants for Municipal Wastewater Treatment Plants:GB 18918-2002 Class 1B.Meanwhile,after simulations and comparisons,the aeration energy consumption decreased by 28.7%,and the consumption of the internal reflux energy dropped by 37.3% compared to those of the past.【总页数】6页(P69-74)【作者】占梦潮;洪俊明;邹璐鲜;戴兰华;陈向强;谢小青【作者单位】华侨大学化工学院，福建厦门 361021;华侨大学化工学院，福建厦门 361021;华侨大学化工学院，福建厦门 361021;厦门市排水监测站，福建厦门 361005; 厦门水务中环污水处理有限公司，福建厦门 361005;厦门水务中环污水处理有限公司，福建厦门 361005;厦门水务中环污水处理有限公司，福建厦门361005【正文语种】中文【中图分类】X703【相关文献】1.基于ASM2D模型对龙王嘴污水处理厂的工艺模拟 [J], 高扬;邵青2.基于ASM2D的微曝氧化沟工艺模拟与优化 [J], 赵颖慧;陈俊;董良飞3.基于ASM2D的微曝氧化沟工艺模拟与优化 [J], 赵颖慧;陈俊;董良飞4.基于ASM2D模型对改良DAT-IAT工艺模拟 [J], 傅金祥; 梁伦彰; 王勇勇5.基于BioWin的改良AAO工艺模拟与优化 [J], 陆谢娟;陈慧;谢仕君;李贝;曾勇;胡丹因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

活性污泥模型ASM2的简化及优化控制策略研究

活性污泥模型ASM2的简化及优化控制策略研究活性污泥模型ASM2 (Activated Sludge Model 2) 是广泛应用于城市污水处理厂中的一个生物反应器模型。

由于其良好的预测性能和稳定性，在国内外得到了广泛的应用和研究。

本文将从模型简化及优化控制策略两个方面，对ASM2模型进行探讨。

一、模型简化ASM2模型是一个十分复杂的模型，其包含了很多的反应过程和细节，导致计算量十分庞大，同时实际应用价值受到限制。

因此，ASM2模型的简化是必要的。

1.1 基于模型力学的简化方法基于模型力学，可以对模型中的一些重要反应过程进行简化，并对特定的操作条件进行优化。

例如，在模型中加入一些活性菌群以促进有机物的分解，或者采用一些较大的处理设备来提高污水处理的效率，这些方法都可以通过对ASM2模型进行简化来实现。

1.2 结合实验和仿真的简化方法结合实验和仿真，可以通过建立适当的实验条件和仿真程序来减小ASM2模型的复杂性。

一些基于实验和仿真的简化方法包括使用分级分区的处理系统，分批处理污水，在增益控制系统中使用动态拓扑重构技术等。

二、优化控制策略优化控制策略的目标是在最小的成本下，实现最大的污水处理效果。

通常情况下，优化控制策略应该结合实际的操作条件、管线限制、节能减排要求等多方面的因素来进行设计。

2.1 基于模型预测的控制策略基于模型预测的控制策略，可以通过对ASM2模型进行预测和模拟来进行控制。

例如，可以根据情况预测未来的有机负荷浓度，并根据预测结果来调整反应器的操作条件，从而使得处理效果更为优越。

2.2 结合数据挖掘的控制策略数据挖掘技术能够从大量实际数据中提取信息，可以结合ASM2模型来进行优化控制。

例如，将反应器中的数据进行处理并结合ASM2模型，通过数据挖掘技术提取处理效果的关键参数，并利用这些参数来制定优化控制策略。

2.3 基于直觉的控制策略在ASM2模型的基础上，可以采用一些基于直觉的控制策略进行优化。