生物脱氮除磷ASM2D模拟及机理研究的开题报告

生物脱氮除磷ASM2D模拟及机理研究的开题报告一、研究背景水污染已成为全球面临的一个严重问题，其中，氮和磷是水污染的主要来源之一。氮、磷过度富集会导致水体富营养化、藻类大量繁殖，从而引发一系列的环境问题。因此，研究氮、磷的去除技术及其机理，对于保护水资源具有重要意义。目前，生物脱氮和生物除磷技术已被广泛应用于水污染处理领域。生物脱氮过程就是利用特殊菌群将污水中的氮转化为气体的过程，生物除磷则是利用某些菌种吸收和沉淀污水中的磷，其去除效率高、工艺简单且运行成本低廉，因此备受关注。在模拟生物脱氮和生物除磷过程中，ASM2D模型是一种应用最广泛的模型之一。ASM2D模型可模拟污水在厌氧池、反硝化池和好氧池中不同的微生物生长和代谢情况，进而预测污水处理过程中氮和磷的去除效率。二、研究目的与意义本研究旨在通过ASM2D模拟生物脱氮和生物除磷过程，并探究其中的反应机制和影响因素，为实现污水中氮、磷高效去除提供数据支撑。同时，通过本次研究，我们还可以提高对污水处理技术的认识，促进其在实际应用中的推广和应用。三、研究内容本研究将分为以下几个方面：1.论文综述：回顾国际国内有关生物脱氮和生物除磷技术的研究现状及ASM2D模型的应用情况。2.ASM2D模型原理介绍：介绍ASM2D模型的结构和反应机制，阐述其在模拟生物脱氮和生物除磷过程中的应用。3.实验设计：基于国内典型城市污水处理厂，确定试验方案和污水参数，建立ASM2D模型，模拟探究生物脱氮和生物除磷的反应机制。4.数据分析与讨论：利用实验数据，对模拟结果进行分析和讨论，探究生物脱氮和生物除磷过程中的关键因素。5.结论：总结本研究的主要研究内容和研究结论，为相关领域的研究提供支持。四、预期成果通过本次研究，我们将建立ASM2D模型，深入探究生物脱氮和生物除磷过程中的反应机制和影响因素，为实现污水处理的高效和节能提供理论依据和技术支撑。预期成果主要包括：1.建立ASM2D模型，模拟生物脱氮和生物除磷的过程。2.探究生物脱氮和生物除磷反应机制及其影响因素。3.提出生物脱氮和生物除磷过程的优化方案。4.发表相关领域的学术论文，并在实际应用中得到推广。五、研究计划本研究预计于2022年6月前完成，具体研究计划如下：时间节点研究内容2021年9月-2021年11月论文综述2021年12月-2022年1月ASM2D模型原理介绍2022年2月-2022年4月实验设计和数据采集2022年5月-2022年6月数据分析与论文撰写六、研究难点本次研究的难点主要有以下几点：1.如何建立恰当的污水微生物生长和代谢模型，准确再现生物脱氮和生物除磷的过程特征。2.如何准确测定污水中的各种参数，以保证ASM2D模型的精度。3.如何评估生物脱氮和生物除磷技术的综合效益，从而得出合理的优化方案。七、研究方法本研究采用实验室模拟和数据分析相结合的研究方法，具体分为以下几个步骤：1.确定实验方案和污水参数，建立ASM2D模型。2.通过实验，获得生物脱氮和生物除磷过程中的关键参数数据。3.利用所得数据对ASM2D模型进行优化和验证。4.利用模拟结果，分析生物脱氮和生物除磷过程的机理和关键因素。5.综合分析模拟结果和实验数据，提出相应的优化方案。八、研究预算本次研究所需预算主要用于实验设备、实验耗材以及实验人员工资等方面，大致预算如下：项目预算实验耗材10,000元实验设备20,000元人员工资