专利名称：一种化粪池计算方法及数学模型的制作方法
技术领域：
本发明属于环保领域中污水和污泥处理的范畴，涉及一种消化池的动力学计算方 法及数学模型。
背景技术：
本发明应用于污水和污泥处理技术参数的计算，主要适用于消化池、化粪池设计 的数据计算。化粪池是基本的初级污水处理工艺，应用普遍，生活污水携带的有机物在化粪池 内得到消化处理，水质得到一定程度的改善。有机物在化粪池内部经过复杂的非线性消化 过程，而且消化过程的时间长，不便于计算，在现实应用中，为了简化计算和应用，主要采用 了依据规范确定关联参数值，然后采用线性的数学模型进行计算。在我国，化粪池的建造主要依据建设部发布的国家建筑标准设计图集中的化粪池 设计图集，其中，包括化粪池容积及选型的相应计算公式，它的基本数学逻辑是在依据有关 的给排水设计规范和技术标准的前提下，在某一温度条件下，把化粪池的有效容积分为污 水和污泥两部分容积，通过带入不同参数数值的计算，获得有关型号的化粪池相应数值，并 作为设计选型的依据。化粪池设计图集中化粪池的计算过程如下化粪池容积的计算化粪池的有效容积W = W1+W2式中W——化粪池有效容积，m3 ；Wl—化粪池内污水部分容积，m3 ；W2——化粪池内污泥部分容积，m3 ；污水容积
权利要求
1. 一种化粪池计算方法及数学模型，其特征在于按照以下方法和过程进行计算(1)、对消化计算的边界条件进行约束；边界条件约束是指相对于目标对象的相关环境条件进行认定、假定、约定等方式的确定。(2)建立消化池质量守恒原则下的动力学关系；M = M入-M出表示消化池中的物质是进入消化池物质与排出消化池物质的差。(3)对化粪池内的物质关系进行约束和分析； W = W1+W' +W"公式表示化粪池的有效容积相当于化粪池中污水容积、可降解污泥容积、不可降解污 泥容积的和。(4)建立化粪池的数学模型； W = W1+W' +W"=Naqt/24X1000+(l_b)K2[α TaNK1/(l_d)1000+S/(l_e)1000] 式中W—化粪池有效容积，m3 ；Wl——化粪池内污水部分容积，m3 ；W'——化粪池内不可降解污泥部分容积，m3 ；W"——化粪池内可降解污泥部分容积，m3 ；N——化粪池设计总人数，人；q——没人每日污水定额，L/人· d ；t—污水在化粪池内停留时间，按iai，24h计算；a——实际使用卫生器具的人数与设计总人数的百分比；α——合流系数，α = 0. 7L/人· d ；分流系数，α = 0. 4L/人· d ；b——污泥含水率；T——污泥清掏时间，天；d——浓缩后的不可降解污泥的含水率；Kl——混合污泥的不可降解率；K2——流经消化池混合物截留率；S——T时间内累积的可降解污泥总量；e——浓缩后可降解污泥的含水率；(5)对T时间内累积的可降解污泥总量S的确定；S = S1 (I-K)+S1 (I-K) ^S1 (I-K)3+......S1(I-K)"可降解污泥量S收敛。式中S1—一个发酵周期时间段的进入化粪池的可降解污泥总量； K—发酵期间消化缩减率；(6)通过数学模型的计算结果建立数据之间的对应关系；(7)建立化粪池的数据对应关系表格或者利用数学模型制作化粪池的计算应用软件。
2.根据权利要求1所述的一种化粪池计算方法及数学模型，其特征在于所述T时间累 积的可降解污泥量S的确定方法T时间内可降解污泥总量的收敛值确定可用以下两种方法确定1)用实验的方法，在某种特定水质及污水的相同环境条件下，根据实验结果，得到近似 的工作曲线，求出T时的可降解污泥量。2)用实验、经验、数学结合的方法；建立近似的可降解污泥的计算方法和数学模型，计 算方法是1、用经验数据或实验数据，确定污水的可降解程度；2、确定有机物在一定环境条 件下的一个消化周期，主要是一定温度条件下新污泥发酵所需的时间；3、在一个发酵周期 中，可降解污泥的缩减率或者消化率；4、假定老污泥在经过一个发酵阶段后，进入内源消化 和二次基质的降解阶段；5、二次基质降解的有机物经历第二个发酵消化周期，具备相应的 污泥缩减率；6、消化周期依次循环进行，逐步趋于完全消化缩减。7、对依次发酵消化周期中 的污泥进行累加，确定T时间的可降解污泥总量。8、校核计算结果，采用统计的方法，对现 有的化粪池实际工作状态的参数进行数据统计和核对。9、修正数据，根据计算结果和化粪 池实际情况的对照，对数学模型中技术参数的取值进行修正。10、对周期性温度等环境变化 的影响进行参数取值和数值修正。该计算方法下可降解污泥量S = S1 (I-K)+S1 (I-K)2+S1(I-K)3+......S1(I-K)n式中S1—一个发酵周期时间段的进入化粪池的可降解污泥总量；K—发酵阶段消化缩减率；通过公式建立可降解污泥量与污泥停留时间的对应关系。
全文摘要
本发明提供一种化粪池计算方法及数学模型。其主要特征是按照以下方法进行，(1)对消化的边界条件进行约束；(2)建立质量守恒原则下的动力学关系；(3)对化粪池内留存物质关系进行分析；(4)建立化粪池的数学模型；W＝Naqt/24×1000+(1-b)K2[αTaNK1/(1-d)1000+S/(1-e)1000](5)对T时间内累积的可降解污泥总量S的确定；(6)通过数学模型的计算结果建立数据之间的对应关系；(7)建立化粪池的数据对应关系表格或者利用数学模型制作化粪池的计算应用软件。本发明为延长化粪池中污泥停留时间的计算提供了计算方法和数学模型。
文档编号G06F19/00GK102147834SQ20101012104
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者赵峰 申请人:赵峰