工业和生活废水生物处理中的三池模型研究
陈雨平;黄秀凤;赖少锋;梁嘉欣;张婉玲
【摘 要】日益严重的水污染,已对人类的生存构成重大威胁,成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍.为了进一步完善污水处理技术,我们利用已有的资料,并结合所收集的废水的有害物质浓度、微生物浓度等数据,分析了废水进入处理池的流量与处理池的容积之间的关系,最终在一些合理假设的基础上,运用微积分和方程等数学知识推导出三池处理污水的公式,建立了一个高效的三池污水处理模型,为生物处理技术提供了参考方案. 【期刊名称】《经济研究导刊》 【年(卷),期】2009(000)018 【总页数】2页(P159-160)
【关键词】废水处理;三池模型;微生物
【作 者】陈雨平;黄秀凤;赖少锋;梁嘉欣;张婉玲
【作者单位】广东金融学院,应用数学系,广州,510521;广东金融学院,应用数学系,广州,510521;广东金融学院,应用数学系,广州,510521;广东金融学院,应用数学系,广州,510521;广东金融学院,应用数学系,广州,510521 【正文语种】中 文 【中图分类】经济财政
2009 年第 18 期 总第 56 期 经济研究导刊 FC()NOMIC ftESEARCH CUIDE No.18,2009Serial No.56工业和 生 活 废 水 生 物 处 理中 的 三池 模 型 研 究陈
雨平 ，黄秀凤 ， 赖少锋 ， 梁嘉欣 ， 张婉玲（广东金融学院 ll711] 数学系，广州 510521 ）摘 要 ： 日益严 重的 水污 染， 已对人类的 生存构成重 大威胁 ，成 为人类健康 、 经济和社会可持续发展的重 大 障碍 为 了进一 步完善污水处理技 术，我们利 用 已有的资料 ，并结合所收集的废水的有害物质浓度 、微生物浓度等数据 ， 分析 了废水进入 处理池的 流量与处理池的容积之间的 关 系，最终在一些合理假设的 基础上 ，运 用微积分和方程等数学知识推导出三池处理污水的公式 ，建立 了一 个高效的三池污水处理模型 ，为生物 处理技术提供 了参考方案．，关键词 ：废水处理 ；三池模型 ；微生物中图分类号 ：X26文献标志码 ：A文章编号 ：1673-291X(2009)18-0159-02一 、 模型假设
1 ． 有害物质被微生物分解 、转化而消失的速率（ 单位时间的 汀分比 ） 与微生物浓度成正比， 比例系数为 r．：0.1m’ 儋． h 。2．微生物依靠有害物质分解 、转化产生的能量而增殖的 速率（ 单位时间的百分比） 与有害物质浓度成正比， 比例系数r.=1.26m lg-h．
3 ． 微生 物 的 门然衰亡 率（单位 时问 的百 分 比 ） 是常 数一 E,1=10 ， h 4 ．池内有害物质和微生物在任何时候都是均匀混合的， 记 I为微生物处理有害物质的时间 ， 则用 r(I)和 h(1) 分别记有 害物质和微生物的浓度 ， 可以 认为排m 的废水中有害物质和 微生物的浓度 与池内辑 {同
5 ． 废水进入处理池的流 最为常数 Q-iom'ni.池内废水量不变 ，忽略池内废水蒸发的闪素， 可 以 认为排…的水量与 Q 相同， 并且近似的设池内水量等于池的容积 V 。6．进 入处理池的废水 中有害物质浓度为 。。 (g， m1) ， 处理 池中有害物质浓度的最小值为 ．．。．：10 。 glm' ， 处理池中有害物质浓度的最大值为 。。 ：l0-2 g/m' ，r 。；st ．。 电可随时发生变化 ，最坏的情况（ 对 f 生物处理而青） 是 t ． 。 f “c， 。，突然增加到 r． 。：。 7 ． 环境保护法规定的浓度 ，*=5 × I04 glm1是指长期稳定排放时不成超过的标准。 8.V， ，．r ．，.h． ，分别为 j 池模型中处理池 j 的容积 、 {l{ 水的有 害物质浓度 、微生物浓度 ； P ．为在有害物质被微佳物分解 、转化而消失的情况下 ，池内有害物质 与微生物处于稳态时的浓度。 二、模型的建立与求解 j池模型 ，， 研究用 i 个串接 的池子代替两个池子的情 况 ，池 I 的排出是池 Ⅱ的流入 ，池 Ⅱ的排出是池 Ⅲ的流入 ，各 个鳋的符号如下罔所示三池模型示意图池 I 的方程为：9 ： }}= 弋 罢 i'c 。一r ，．） 一r ．h3Ir ，．d》 =ce c ， ， ． 一d 一《 ． ， h ， ．池 Ⅱ的方程为： 塑 ； }=j 箕 i'c ’ ， ， 一 C32 ） 一r．h32 r32d： }=cr ：r ， ： 一r- 一 《 ： ， h 、 ：+ 、 芝 h3，Ⅲ的方程为：收稿 日期 ：2009-03-09基金项 目：广 东金融学院 08 年学生创新 实践项 目资助( 2008CX032) 作者简介 ：陈雨 平（ 1987- ） ，女 ，广 东茂名人 ，助教，从事数 学模型研究 ， (l)(2)(3)(4)-159-2009年第 18 期总第 56 期经济研究导刊 No.18,2009 Serial No.56摘要：日益严 重的 水污 染， 已对人类的 生存构成重 大威胁 ，成 为人类健康 、 经济和社会可持续发展的重 大 障碍为了进一 步完善污水处理技 术，我们利 用 已有的资料 ，并结合所收集的废水的有害物质浓度 、微生物浓度等数据，分析 了废水进入 处理池的 流量与处理池的容积之间的 关 系，最终在一些合理假设的 基础上 ，运 用微积分和方程 一、模型假设 1有害物质被微生物分解 、转化而消失的速率（ 单位时间’儋．h。 2微生物依靠有害物质分解 、转化产生的能量而增殖的速率（ 单位时间的百分比） 与有害物质浓度成正比， 比例系数 r.=1.26m lg-h． 3微生 物 的 门然衰亡 率
工业和生活废水生物处理中的三池模型研究
