基于元胞自动机的季节性好氧颗粒污泥系统快速构建优化调控

基本信息
批准号:51668062
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:40.00
负责人:王维红
学科分类:
依托单位:新疆农业大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:苏馈足,阿不都外力.扎依尔,肖亚奇,张帅,葛光毅
关键词:
快速构建粒径选择机制好氧颗粒污泥元胞自动机胞外聚合物
结项摘要

Aerobic granules are well-known for their dense and strong microbial structure, good settling ability, diversity of microorganisms. Its full-scale application will increase the efficiency of wastewater treatment and lower the cost. However, due to the long start time, it is difficult to be widely used Xinjiang food processing wastewater with seasonal and short period. Based on the study of the construction and stabilization of granular sludge system, the effects of dual granule selection mechanism, bacteria proliferation dynamics, microbial products, superficial gas velocity on the microorganism distribution, particle size composition and the contaminant removal performance were discussed. The quantitative relationship between the operation factors and the distribution of the microorganism and the particle size distribution was established by integrating the macro-scale model of the reactor, the competitive growth of the microorganism and the selection mechanism of the particles were established, the control parameters of each operation element are proposed based on the technology system for the optimization of the bacterial population size as the control objective. It is hoped that the results can provide theoretical guidance and scientific basis for the rapid construction and stability maintenance of granular sludge system.

好氧颗粒污泥具有结构致密、沉降性能好、多样化微生物代谢菌群共存与协同耦合的优点,其产业化应用能大幅提高废水处理效率、降低处理成本。但由于其启动时间较长,对于季节性、周期短的新疆食品加工行业废水处理难以广泛应用。本课题在颗粒污泥系统构建和稳定运行的实验研究基础上,提出快速构建单向粒径选择、稳定运行双向粒径选择模式,探讨细菌增殖动力学、微生物产物、表观气速等对菌群分布、粒径组成和除污性能的影响机制,利用元胞自动机模型进行细菌增殖与粒径扩展定量描述,并与反应器宏观模型、菌群竞争生长和颗粒选择机制的动态耦合,建立操作要素与菌群分布演变、颗粒粒径组成的定量关系,提出以各操作要素为调控参数,以菌群与粒径同时最优化为调控目标的技术体系,为颗粒污泥系统快速构建和稳定维持提供理论指导和科学依据,为提高好氧颗粒污泥应用前景提供可靠的技术支持。

项目摘要

好氧颗粒污泥具有结构致密、沉降性能好、多样化微生物代谢菌群共存与协同耦合的优点,其产业化应用能大幅提高废水处理效率、降低处理成本。但由于其启动时间较长,对于季节性、周期短的新疆食品加工行业废水处理难以广泛应用。本课题在颗粒污泥系统构建和稳定运行的实验研究基础上,提出快速构建单向粒径选择、稳定运行双向粒径选择模式,探讨细菌增殖动力学、微生物产物、表观气速等对菌群分布、颗粒污泥性能、组成和除污性能的影响机制,利用元胞自动机模型进行细菌增殖与粒径扩展定量描述,并与反应器宏观模型、菌群竞争生长和颗粒选择机制的动态耦合,建立操作要素与菌群分布演变、颗粒粒径组成的定量关系,提出以各操作.要素为调控参数,以菌群与颗粒性能及出水水质保持同时最优化,为调控目标的技术体系,为颗粒污泥系统快速构建和稳定维持提供理论指导和科学依据,为提高好氧颗粒污泥应用前景提供可靠的技术支持。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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