Nghiên cứu mô hình hóa một số quá trình sinh học của bể phản ứng sinh học MBR ứng dụng trong xử lý nước rỉ rác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THANH HÀ NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH HĨA MỘT SỐ Q TRÌNH SINH HỌC CỦA BỂ PHẢN ỨNG SINH HỌC MBR ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Hà Nội – Năm 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THANH HÀ NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH HĨA MỘT SỐ Q TRÌNH SINH HỌC CỦA BỂ PHẢN ỨNG SINH HỌC MBR ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS ĐẶNG XUÂN HIỂN Hà Nội – Năm 2018 MỤC LỤC Danh mục bảng Danh mục hình Danh mục ký hiệu chữ viết tắt MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nước rỉ rác công nghệ xử lý 1.1.1 Tổng quan hình thành đặc trưng nước rỉ rác 1.1.2 Tổng quan công nghệ xử lý nước rỉ rác 15 1.2 Tổng quan mơ hình hóa q trình công nghệ MBR ứng dụng để xử lý nước thải 18 1.2.1 Các mơ hình bùn hoạt tính (họ mơ hình ASM) 21 1.2.2 Ứng dụng trực tiếp mơ hình ASM ngun để mơ hình hóa hệ MBR 22 1.2.3 Ứng dụng mô hình ASM cải biên cho mơ hình hóa hệ MBR 24 1.2.4 Các tiêu chí đánh giá mơ hình ASM (ngun cải biên): 27 1.3 Tổng quan mô q trình xảy cơng nghệ MBR 28 1.3.1 Các trình xảy hệ thống bùn hoạt tính [9] 28 1.3.2 Đặc trưng nước rỉ rác, đặc trưng hóa (influent characterization) thành phần nước rỉ rác cho mô mô hình hóa 37 1.3.3 Nội dung cần giải cách thức thực 41 CHƯƠNG MÔ HÌNH HĨA CÁC Q TRÌNH SINH HỌC TRONG BỂ PHẢN ỨNG SINH HỌC MBR 42 2.1 Phân tích hệ thống xử lý sinh học hiếu khí bùn hoạt tính hệ MBR 42 2.2 Khái niệm thành phần cấu tử tham gia vào trình xử lý 44 2.3 Các trình xảy hệ thống xử lý sinh học hiếu khí 46 2.4 Xác định thông số mơ hình 49 2.4.1 Phản ứng biểu diễn trình sinh hố xảy mơ hình 49 2.4.2 Các thông số động học hệ số tỷ lượng đặc trưng mơ hình 55 2.4.3 Xác định hệ số tỷ lượng 58 2.5 Thiết lập phương trình cân vật liệu mơ hình 59 2.6 Giải hệ phương trình cân vật liệu mơ hình 64 2.7 Áp dụng mơ hình vào thực tế đánh giá độ tương hợp mơ hình 71 2.7.1 Tính tốn nồng độ thành phần đầu vào, mơ hình 71 2.7.2 Áp dụng mơ hình tốn thực tế 73 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 74 KẾT LUẬN 85 KIẾN NGHỊ 85 Tài liệu tham khảo 86 Phụ lục 88 Xác định hệ số aj,i ma trận hệ phương trình cân vật liệu 88 Mã lập trình thuật tốn giải hệ phương trình cân vật liệu ngôn ngữ Matlab (Code số) 104 Danh mục bảng Bảng Phân loại tuổi nước rỉ rác giá trị đặc trưng 12 Bảng Đặc trưng nước rỉ rác giới Việt Nam 13 Bảng Hệ số tỷ lượng trình thủy phân 29 Bảng Hệ số tỷ lượng vi sinh dị dưỡng tùy nghi XH 29 Bảng Hệ số tỷ lượng vi sinh vật tích lũy photpho 31 Bảng Hệ số tỷ lượng trình tăng trưởng phân hủy vi sinh vật nitrat hóa 32 Bảng Các trình tốc độ trình mơ mơ hình ASM2d 34 Bảng Ma trận hệ số tỷ lượng mơ hình 49 Bảng Các thành phần đặc trưng xác định hệ số tỷ lượng 50 Bảng 10 Giá trị thông số động học đặc trưng sử dụng mơ hình 55 Bảng 11 Các hệ số tỷ lượng thành phần đặc trưng mơ hình 56 Bảng 12 Nồng độ thành phần tính theo % COD 72 Bảng 13 Ví dụ tính tốn giá trị cấu tử mơ hình quy chất chất hữu 72 Bảng 14 Kết chạy mơ hình đặc trưng nước rỉ rác có niên hạn trung bình 76 Bảng 15 Kết chạy mơ hình đặc trưng nước rỉ rác chôn lấp 79 Bảng 16 Kết chạy mơ hình đặc trưng nước rỉ rác chơn lấp lâu năm 81 Danh mục hình Hình Sơ đồ hệ thống xử lý sinh học bùn hoạt tính MBR 42 Hình Sơ đồ quan hệ chuyển hóa thành phần mơ hình 48 Hình Sơ đồ thuật tốn giải hệ phương trình 70 Hình Kết tính tốn hiệu xử lý đặc trưng nước rỉ rác niên hạn trung bình 78 Hình Kết tính tốn hiệu xử lý đặc trưng nước rỉ rác chôn lấp 79 Hình Kết tính tốn hiệu xử lý đặc trưng nước rỉ rác chôn lấp lâu năm 82 Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Từ viết tắt/ ký hiệu Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt ASM Activated Sludge Model Mơ hình bùn hoạt tính BOD Biological Oxygen Demand Nhu cầu oxy sinh hóa COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học VFA Volatile Fatty Acid Axit béo bay TOC Total Organic Carbon Tổng carbon hữu RO Reverse Osmosis Thẩm thấu ngược CAS Conventional Activated Sludge System Hệ bùn hoạt tính truyền thống MBR Membrane bioreactor Bể xử lý bùn hoạt tính kết hợp lọc màng ASM1 Activated Sludge Model No1 Mơ hình bùn hoạt tính F/M Food/Mass Tỷ lệ thức ăn sinh khối Hiệp hội nghiên cứu kiểm sốt nhiễm nước giới IWA International Association on Water Pollution Research and Control International Water Association ASM2 Activated Sludge Model No2 Mơ hình bùn hoạt tính ASM2d Activated Sludge Model No2d Mơ hình bùn hoạt tính 2d ASM3 Activated Sludge Model No3 Mơ hình bùn hoạt tính SRT Solid Retention Time Thời gian lưu chất rắn IAWPRC Hiệp hội nước giới PAO Poly-phosphate Accumulating Organism Vi sinh tích lũy Poly photphat ADM Anaerobic Digestion Model Mơ hình phân hủy yếm khí MLSS Mixed Liquor Suspended Solid Chất rắn lơ lửng bùn TSS Total Suspended Solid Tổng chất rắn lửng TKN Total Kjeldahl Nitrogent Tổng Nitơ Kjeldahl EPS Extracellular Polymeric Substance Vật chất polymer ngoại bào SMP Soluble Microbial Product Sản phẩm có nguồn gốc vi sinh dạng tan UAP Utilization Associated Product Sản phẩm liên quan tới trình tiêu thụ vật chất BAP Biomass Associated Product Sản phẩm liên quan tới sinh khối Aerotank Aerotank Bể xử lý bùn hoạt tính MỞ ĐẦU Tính cấp thiết, lý lựa chọn đề tài Các trình cơng nghệ xử lý nước thải đánh giá tính khả thi, hiệu xử lý trước thực đầu tư hệ thống xử lý thực tế thơng qua mơ hình mơ (trên máy tính) q trình xử lý Hoặc, sử dụng mơ hình mơ q trình xử lý nhằm để đánh giá, tối ưu hóa hiệu xử lý hệ thống vận hành Hiện giới, việc ứng dụng mơ hình mơ nhằm giải tốn tiên đốn, tối ưu hóa q trình cơng nghệ xử lý nước thải phát triển mạnh, giúp tiết kiệm nhiều công sức chi phí nhằm đạt mục đích cụ thể lĩnh vực xử lý nước thải Nước rỉ rác nguồn nước thải đòi hỏi trình xử lý phức tạp, tốn chi phí điện vận hành hóa chất tiêu hao Thực tế Việt Nam, nhiều hệ thống xử lý nước rỉ rác xây dựng không đạt hiệu xử lý mong muốn Việc thực thử nghiệm, điều chỉnh mặt q trình cơng nghệ nhằm tìm kiếm, đạt hiệu xử lý tốt bị hạn chế tính phức tạp địi hỏi chi phí cao Hoặc, chủ thể mong muốn đầu tư hệ thống xử lý hiệu chưa có "cơng cụ" để nghiên cứu, định hướng hoạch địch công nghệ cho tiến gần tới hiệu mong muốn cách có sở Xuất phát từ thực tế trên, học viên định lựa chọn đề tài "Nghiên cứu mơ hình hóa số q trình sinh học bể phản ứng sinh học MBR ứng dụng xử lý nước rỉ rác", nhằm hướng đến giải pháp "mềm" để có khả tiếp cận, dự đốn diễn biến quy trình xử lý nguồn nước thải đặc thù điều kiện tự nhiên Việt Nam cách tiết kiệm thời gian chi phí Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu tương tác, quan hệ thành phần, cấu tử quan tâm bể xử lý nước thải phương pháp bùn hoạt tính kết hợp lọc màng (MBR); - Thiết lập mơ hình mơ trình bể xử lý nước thải phương pháp bùn hoạt tính MBR, áp dụng mơ bể xử lý nước rỉ rác Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Diễn biến trình phản ứng sinh học bể xử lý bùn hoạt tính; - Nguồn nước thải cần mơ xử lý nước thải sinh hoạt, nước rỉ rác Đóng góp Luận văn - Xây dựng mơ hình tốn học, phương pháp giải số để tìm kết mơ hiệu xử lý thành phần mơ hình; - Kết mô hiệu xử lý hệ thống xử lý nước rỉ rác phương pháp bùn hoạt tính; - Đánh giá hiệu đốn áp dụng mơ hình ASM ngun ứng dụng mô xử lý nước rỉ rác Ý nghĩa khoa học thực tiễn - Đặt vấn đề giải vấn đề cơng việc mơ hình hóa hệ thống xử lý sinh học; - Xây dựng mơ cơng cụ để dự đốn hiệu q trình xử lý nước thải quan tâm phương pháp bùn hoạt tính, đáp ứng địi hỏi thực tiễn Bố cục Luận văn Luận văn gồm nội dung sau: - Chương 1: Tổng quan - Chương 2: Mơ hình hóa q trình sinh học bể phản ứng sinh học MBR - Chương 3: Kết thảo luận - Kết luận kiến nghị CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nước rỉ rác cơng nghệ xử lý 1.1.1 Tổng quan hình thành đặc trưng nước rỉ rác a, Sự hình thành nước rỉ rác Nước rỉ rác - nguồn nước thải hình thành từ bãi chơn lấp rác sinh hoạt loại hình nước thải có đặc thù riêng, hình thành từ q trình sinh hóa bãi chơn lấp Bãi chơn lấp rác lị ủ vi sinh yếm khí tự nhiên, tạp chất nhiễm nước rỉ rác kết tác động loạt trình tự nhiên vi sinh, hóa học, quang hóa, thời tiết tác động chủ quan người tập quán sinh hoạt, khả phân loại rác, kỹ thuật xây dựng vận hành bãi rác Quá trình phân huỷ chất hữu vi sinh yếm khí gồm có ba giai đoạn nối tiếp nhau, q trình có ảnh hưởng lớn đến hình thành tạp chất nhiễm nước rỉ rác Giai đoạn thuỷ phân (bẻ gãy) bước trình phân hủy rác, phân tử hữu lớn polyme, lipit, protein, hydrat carbon thành phân tử nhỏ monosacharid, axit amin, chúng nguyên liệu thích hợp cho trình tổng hợp tế bào trao đổi chất loại vi sinh tạo axit thuộc nhóm acidogens giai đoạn thứ hai Giai đoạn thứ hai giai đoạn chuyển hoá sản phẩm thuỷ phân thành axit (loại vi sinh acidogens Clotridium spp, Peptococus anaerobus, Difidobacterium spp, Desulphovibrio spp ) Sản phẩm tạo axit axetic loạt axit khác crotonic, adipic, pyruvic, phthalic, fumaric, lactic, succinic, mallonic, gallic, aconitic, oxaclic khí hydro Giai đoạn tạo khí metan carbon dioxit thực nhóm vi sinh methanogens (tạo metan) Loại vi sinh đáng quan tâm loại sử dụng axit axetic hydro, chúng có tốc độ phát triển chậm giai đoạn hình thành khí metan bước chậm Ngồi axit axetic, loại vi sinh tạo metan có khả sử dụng số loại hạn chế chất khác format, acetat methanol, methylamin Chủng vi sinh tạo metan axit có chung lợi ích (syntrophic) tồn tại, nương tựa cân động Để trì trạng thái “động” tối ưu cần có điều kiện thích hợp pH, nhiệt độ, độ % (* -TINH TOC DO PHAN UNG CUA CAC QUA TRINH *) r = zeros(12,1); r(1) = kH*(X0(9)/X0(10))*X0(10)/(KX+X0(9)/X0(10)); r(2) = kSTO*X0(1)*X0(3)*X0(10)/((KO+X0(1))*(KS+X0(3))); r(3) = kSTO*NNO*KO*X0(3)*X0(6)*X0(10)/((KO+X0(1))*(KS+X0(3))*(KNO+X0(6)) ); r(4) = UH*X0(1)*X0(4)*X0(7)*X0(11)*X0(10)/((KO+X0(1))*(KNH+X0(4))*(KALK+X 0(7))*(KS*X0(10)+X0(11))); r(5) = UH*NNO*KO*X0(6)*X0(4)*X0(7)*X0(11)*X0(10)/((KO+X0(1))*(KNO+X0(6)) *(KNH+X0(4))*(KALK+X0(7))*(KS*X0(10)+X0(11))); r(6) = BHO*X0(1)*X0(10)/(KO+X0(1)); r(7) = BHNO*KO*X0(6)*X0(10)/((KNO+X0(6))*(KO+X0(1))); r(8) = BSTOO*X0(1)*X0(11)/(KO+X0(1)); r(9) = BSTONO*KO*X0(6)*X0(11)/((KO+X0(1))*(KNO+X0(6))); r(10)= UA*X0(1)*X0(4)*X0(7)*X0(12)/((KAO+X0(1))*(KANH+X0(4))*(KAALK+X0( 7))); r(11)= BAO*X0(1)*X0(12)/(KAO+X0(1)); 107 r(12)= BANO*KO*X0(6)*X0(12)/((X0(1)+KAO)*(KNO+X0(6))); % ( -TINH B (f ly thuyet) ) B = zeros(12,1); B(1)=Q0*X0(1)QR*X0(1)+(t(2,1)*r(2)+t(4,1)*r(4)+t(6,1)*r(6)+t(8,1)*r(8)+t(10,1)*r(10))*VR; B(2)=Q0*X0(2)-QR*X0(2)+(t(1,2)*r(1))*VR; B(3)=Q0*X0(3)-QR*X0(3)+(t(1,3)*r(1)+t(2,3)*r(2)+t(3,3)*r(3))*VR; GAN=(t(10,4)*r(10)+t(11,4)*r(11)+t(12,4)*r(12)); B(4)=Q0*X0(4)QR*X0(4)+(t(1,4)*r(1)+t(2,4)*r(2)+t(3,4)*r(3)+t(4,4)*r(4)+t(5,4)*r(5)+t(6,4)*r(6)+ t(7,4)*r(7)+GAN)*VR; B(5)=Q0*X0(5)QR*X0(5)+(t(3,5)*r(3)+t(5,5)*r(5)+t(7,5)*r(7)+t(9,5)*r(9)+t(12,5)*r(12))*VR; B(6)=Q0*X0(6)QR*X0(6)+(t(3,6)*r(3)+t(5,6)*r(5)+t(7,6)*r(7)+t(9,6)*r(9)+t(10,6)*r(10)+t(12,6)*r (12))*VR; GAN=(t(7,7)*r(7)+t(9,7)*r(9)+t(10,7)*r(10)+t(11,7)*r(11)+t(12,7)*r(12)); 108 B(7)=Q0*X0(7)QR*X0(7)+(t(1,7)*r(1)+t(2,7)*r(2)+t(3,7)*r(3)+t(4,7)*r(4)+t(5,7)*r(5)+t(6,7)*r(6)+ GAN)*VR; B(8)=Q0*X0(8)QR*X0(8)+(t(6,8)*r(6)+t(7,8)*r(7)+t(11,8)*r(11)+t(12,8)*r(12))*VR; B(9)=Q0*X0(9)-QR*X0(9)+t(1,9)*r(1)*VR; B(10)=Q0*X0(10)QR*X0(10)+(t(4,10)*r(4)+t(5,10)*r(5)+t(6,10)*r(6)+t(7,10)*r(7))*VR; B(11)=Q0*X0(11)QR*X0(11)+(t(2,11)*r(2)+t(3,11)*r(3)+t(4,11)*r(4)+t(5,11)*r(5)+t(8,11)*r(8)+t(9, 11)*r(9))*VR; B(12)=Q0*X0(12)QR*X0(12)+(t(10,12)*r(10)+t(11,12)*r(11)+t(12,12)*r(12))*VR; GAN=(t(7,13)*r(7)+t(8,13)*r(8)+t(9,13)*r(9)+t(10,13)*r(10)+t(11,13)*r(11)+t(12,1 3)*r(12)); B(13)=Q0*X0(13)QR*X0(13)+(t(1,13)*r(1)+t(2,13)*r(2)+t(3,13)*r(3)+t(4,13)*r(4)+t(5,13)*r(5)+t(6, 13)*r(6)+GAN)*VR; % (* TIM HE SO MA TRAN JACOBI *) a = zeros(13,13); 109 gan=r(2)*t(2,1)+r(4)*t(4,1)+r(6)*t(6,1)+r(8)*t(8,1); a(1,1)= gan*VR*KO/(X0(1)*(KO+X0(1)))+(r(10)*t(10,1)+r(11)*t(11,1))*VR*KAO/(X0(1 )*(KAO+X0(1)))-QR; a(1,3)= r(2)*t(2,1)*VR*KS/(X0(3)*(KS+X0(3))); a(1,4)= r(4)*t(4,1)*VR*KNH/(X0(4)*(KNH+X0(4)))+r(10)*t(10,1)*VR*KANH/(X0(4)*( KANH+X0(4))); a(1,7)= r(4)*t(4,1)*VR*KALK/(X0(7)*(KALK+X0(7)))+r(10)*t(10,1)*VR*KAALK/(X0( 7)*(KAALK+X0(7))); a(1,10)= VR*(r(2)*t(2,1)+r(6)*t(6,1))/X0(10)+VR*r(4)*t(4,1)*(X0(11)/X0(10))/(X0(10)*(K STO+X0(11)/X0(10))); a(1,11)= (r(4)*t(4,1)*KSTO/(X0(11)*(KSTO+X0(11)/X0(10)))+(r(8)*t(8,1)/X0(11)))*VR; a(1,12)=(r(10)*t(10,1)+r(11)*t(11,1))*VR/X0(12); a(2,2)=-QR; a(2,9)= VR*r(1)*t(1,2)*KX/((X0(11)/X0(10))*(KX+X0(11)/X0(10))); a(2,10)=VR*r(1)*t(1,2)*KX*(X0(11)/X0(10))/(X0(10)*(KX+X0(11)/X0(10))); a(3,1)=(r(2)*t(2,3)*KO/(X0(1)*(KO+X0(1)))+r(3)*t(3,3)/(KO+X0(1)))*VR; 110 a(3,3)=((r(2)*t(2,3)+r(3)*t(3,3))*KS/(X0(3)*(KS+X0(3))))*VR-QR; a(3,6)=(r(2)*t(3,3)*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6))))*VR; a(3,9)=(r(1)*t(1,3)*KX/(X0(9)*(KX+X0(9)/X0(10))))*VR; a(3,10)=(r(1)*t(1,3)*(X0(9)/X0(10))/(X0(10)*(KX+X0(9)/X0(10)))+(r(2)*t(2,3)+r( 3)*t(3,3))/X0(10))*VR; gan= VR*(r(2)*t(2,4)+r(4)*t(4,4)+r(6)*t(6,4)+r(11)*t(11,4))*KO/(X0(1)*(KO+X0(1))); gan1= VR*(r(3)*t(3,4)+r(5)*t(5,4)+r(7)*t(7,4))/(X0(1)*(KO+X0(1))); gan2= VR*(r(10)*t(10,4)+r(11)*t(11,4))*KAO/(X0(1)*(KAO+X0(1)))VR*r(12)*t(12,4)/(X0(1)*(KAO+X0(1))); a(4,1)= gan-gan1+gan2; a(4,3)=(-1)*(r(2)*t(2,4)+r(3)*t(3,4))*VR*KS/(X0(3)*(KS+X0(3))); a(4,4)= VR*(r(4)*t(4,4)+r(5)*t(5,4))*KNH/(X0(4)*(KNH+X0(4)))+VR*r(10)*t(10,4)*KA NH/(X0(4)*(KANH+X0(4)))-QR; gan=VR*r(12)*t(12,4)*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6))); a(4,6)= VR*(r(3)*t(3,4)+r(5)*t(5,4)+r(7)*t(7,4)+r(9)*t(9,4))*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6))) +gan; a(4,7)=((r(4)*t(4,7)+r(5)*t(5,7))*KALK/(X0(7)*(KALK+X0(7)))+r(10)*t(10,7)*K AALK/(X0(7)*(KAALK+X0(7))))*VR; 111 a(4,9)=(r(1)*t(1,9)*KX/(X0(9)*(KX+X0(9)/X0(10))))*VR; gan=(r(2)*t(2,4)+r(3)*t(3,4)+r(6)*t(6,4)+r(7)*t(7,4))*VR/X0(10); a(4,10)= VR*r(1)*t(1,4)*(X0(9)/X0(10))/(KX*X0(10)+X0(9))+gan+VR*(r(4)*t(4,4)+r(5)*t( 5,4))*(X0(11)/X0(10))/(KX*X0(10)+X0(11)); a(4,11)=(r(4)*t(4,4)+r(5)*t(5,4))*KSTO*VR/(X0(11)*(KSTO+X0(11)/X0(10)))+V R*t(9,4)*r(9)/X0(11); a(4,12)=(r(10)*t(10,4)+r(11)*t(11,4)+r(12)*t(12,4))*VR/X0(12); a(5,1)=((r(3)*t(3,5)+r(5)*t(5,5)+r(7)*t(7,5)+r(9)*t(9,5))/(KO+X0(1))+r(12)*t(12,5)/ (KAO+X0(1)))*VR; a(5,3)=(-1)*(r(3)*t(3,5))*VR*KS/(KS+X0(3)); a(5,4)=(-1)*r(5)*t(5,5)*VR*KNH/(KNH+X0(4)); a(5,5)=-QR; a(5,6)=(1)*((r(3)*t(3,5)+r(5)*t(5,5)+r(7)*t(7,5)+r(9)*t(9,5))*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6)))+ r(12)*t(12,5)*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6))))*VR; a(5,7)=(-1)*((r(5)*t(4,5))*KALK/(KALK+X0(7)))*VR; a(5,10)=(1)*(VR*(r(3)*t(3,5)+r(7)*t(7,5))/X0(10)+VR*(r(5)*t(5,5))*(X0(11)/X0(10))/(KNO *X0(10)+X0(11))); 112 a(5,11)=(1)*(r(5)*t(5,5)*KSTO/(X0(11)*(KSTO+X0(11)/X0(10)))+r(9)*t(9,5)/X0(11))*VR; a(5,12)=(-1)*r(12)*t(12,5)*VR/X0(12); gan=r(3)*t(3,6)+r(5)*t(5,6)+r(7)*t(7,6)+r(9)*t(9,6); a(6,1)=VR*gan*(-1)/(KO+X0(1))VR*r(12)*t(12,6)/(KAO+X0(1))+VR*r(10)*t(10,6)*KAO/(X0(1)*(KAO+X0(1))); a(6,3)=r(3)*t(3,6)*VR*KS/(X0(3)*(KS+X0(3))); a(6,4)=VR*r(5)*t(5,6)*KNH/(X0(4)*(KNH+X0(4)))+VR*r(10)*t(10,6)*KANH/(X 0(4)*(KANH+X0(4))); gan=r(3)*t(3,6)+r(5)*t(5,6)+r(7)*t(7,6)+r(9)*t(9,6); a(6,6)=(gan*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6)))+r(12)*t(12,6)*KANH/(X0(4)*(KANH+ X0(4))))*VR-QR; a(6,7)=VR*r(5)*t(5,6)*KALK/(X0(7)*(KALK+X0(7)))+VR*r(10)*t(10,6)*KAAL K/(X0(4)*(KAALK+X0(4))); a(6,10)=((r(3)*t(3,6)+r(7)*t(7,6))/X0(10)+(r(5)*t(5,6))*(X0(11)/X0(10))/(KSTO*X 0(10)+X0(11)))*VR; a(6,11)=(r(5)*t(5,6)*KSTO/(X0(11)*(KSTO+X0(11)/X0(10)))+r(9)*t(9,6)/X0(11)) *VR; a(6,12)=(r(10)*t(10,6)+r(12)*t(12,6))*VR/X0(12); 113 gan=(-1)*(r(3)*t(3,7)+r(5)*t(5,7)+r(7)*t(7,7)+r(9)*t(9,7))/(KO+X0(1))+(1)*r(12)*t(12,7)/(KAO+X0(1)); gan1=(r(2)*t(2,7)+r(4)*t(4,7)+r(6)*t(6,7))*KO/(X0(1)*(KO+X0(1))); a(7,1)=(gan1 + (r(10)*t(10,7)+r(11)*t(11,7))*KAO/(X0(1)*(KAO+X0(1)))+gan)*VR; a(7,3)=(r(2)*t(2,7)+r(3)*t(3,7))*VR*KS/(X0(3)*(KS+X0(3))); a(7,4)=((r(4)*t(4,7)+r(5)*t(5,7))*KNH/(X0(4)*(KNH+X0(4)))+r(10)*t(10,7)*KAN H/(X0(4)*(KANH+X0(4))))*VR; gan=(r(3)*t(3,7)+r(5)*t(5,7)+r(7)*t(7,7)+r(9)*t(9,7)); a(7,6)=(gan*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6)))+r(12)*t(12,7)*KNO/(X0(6)*(KNO+X0( 6))))*VR; a(7,7)=((r(4)*t(4,7)+r(5)*t(5,7))*KALK/(X0(7)*(KALK+X0(7)))+r(10)*t(10,7)*K AALK/(X0(7)*(KAALK+X0(7))))*VR-QR; a(7,9)=(r(1)*t(1,7)*KX/(X0(9)*(KX+X0(9)/X0(10))))*VR; gan=(r(2)*t(2,7)+r(3)*t(3,7)+r(6)*t(6,7)+r(7)*t(7,7))/X0(10); a(7,10)=((r(1)*t(1,7)*(X0(9)/X0(10))/(KO*X0(10)+X0(9)))+(r(4)*t(4,7)+r(5)*t(5,7 ))*(X0(11)/X0(10))/(KSTO*X0(10)+X0(11))+gan)*VR; a(7,11)=(r(4)*t(4,7)+r(5)*t(5,7))*KSTO*VR/(X0(11)*(KSTO+X0(11)/X0(10)))+r( 9)*t(9,7)*VR*1/X0(11); a(7,12)=(r(10)*t(10,7)+r(11)*t(11,7)+r(12)*t(12,7))*VR/X0(12); 114 gan=(r(7)*t(7,8)*(-1)/(KO+X0(1))+r(12)*t(12,8))*(-1)/(KAO+X0(1)); a(8,1)=(r(6)*t(6,8)*KO/(X0(1)*(KO+X0(1)))+r(11)*t(11,8)*KAO/(X0(1)*(KAO+ X0(1)))+gan)*VR; a(8,6)=((r(7)*t(7,8)+r(12)*t(12,8))*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6))))*VR; a(8,8)=-QR; a(8,10)=(r(6)*t(6,8)+r(7)*t(7,8))*VR/X0(10); a(8,12)=(r(11)*t(11,8)+r(12)*t(12,8))*VR/X0(12); a(9,9)=-(r(1)*t(1,9)*KX/(X0(9)*(KX+X0(9)/X0(10))))*VR-QR; a(9,10)=-(r(1)*t(1,9)*KX/(KX*X0(10)+X0(9)))*VR; a(10,1)=((r(4)*t(4,10)+r(6)*t(6,10))*KO/(X0(1)*(KO+X0(1)))(r(5)*t(5,10)+r(7)*t(7,10))/(KO+X0(1)))*VR; a(10,4)=((r(4)*t(4,10)+r(5)*t(5,10))*KNH/(X0(4)*(KNH+X0(4))))*VR; a(10,6)=((r(5)*t(5,10)+r(7)*t(7,10))*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6))))*VR; a(10,7)=((r(4)*t(4,10)+r(5)*t(5,10))*KALK/(X0(7)*(KALK+X0(7))))*VR; a(10,10)=((r(4)*t(4,10)+r(5)*t(5,10))*(X0(11)/X0(10))/(KSTO*X0(10)+X0(11))+(r (6)*t(6,10)+r(7)*t(7,10))/X0(10))*VR-QR; a(10,11)=(r(4)*t(4,10)+r(5)*t(5,10))*(X0(11)/X0(10))*VR/(X0(11)*(KSTO+X0(11 )/X0(10))); 115 gan=(r(3)*t(3,11)+r(5)*t(5,11)+r(9)*t(9,11))*(-1)/(KO+X0(1)); a(11,1)=((r(2)*t(2,11)+r(4)*t(4,11)+r(8)*t(8,11))*KO/(X0(1)*(KO+X0(1)))+gan)* VR; a(11,3)=(r(2)*t(2,11)+r(3)*t(3,11))*VR*KS/(X0(3)*(KS+X0(3))); a(11,4)=-((r(4)*t(4,11)+r(5)*t(5,11))*KNH/(X0(4)*(KNH+X0(4))))*VR; a(11,6)=((r(3)*t(3,11)+r(5)*t(5,11)+r(7)*t(7,11))*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6))))*V R; a(11,7)=-((r(4)*t(4,11)+r(5)*t(5,11))*KALK/(X0(7)*(KALK+X0(7))))*VR; gan=(r(2)*t(2,11)+r(3)*t(3,11)+r(6)*t(6,11)+r(7)*t(7,11))*VR/X0(10); a(11,10)=-(r(4)*t(4,11)+r(5)*t(5,11))*VR*KSTO/(KSTO*X0(10)+X0(11))+ganQR; gan=(r(4)*t(4,11)+r(5)*t(5,11))*KSTO/(X0(11)*(KSTO+X0(11)/X0(10))); a(11,11)=((r(8)*t(8,11)+r(9)*t(9,11))/X0(11)+gan)*VR-QR; a(12,1)=((r(10)*t(10,12)+r(11)*t(11,12))*KAO/(X0(1)*(KAO+X0(1)))+(r(12)*t(12 ,12))/(KAO+X0(1)))*VR; a(12,4)=((r(10)*t(10,12))*KANH/(X0(4)*(KANH+X0(4))))*VR; a(12,6)=-(r(12)*t(12,12)*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6))))*VR; a(12,7)=(r(10)*t(10,12)*KALK/(X0(7)*(KALK+X0(7))))*VR; a(12,12)=((r(10)*t(10,12)+r(11)*t(11,12)+r(12)*t(12,12))/X0(12))*VR-QR; 116 gan=(r(3)*t(3,13)+r(5)*t(5,13)+r(7)*t(7,13)+r(9)*t(9,13))*(1)/(KO+X0(1))+r(12)*t(12,13)*(-1)/(KAO+X0(1)); gan1=r(2)*t(2,13)+r(4)*t(4,13)+r(6)*t(6,13)+r(8)*t(8,13); a(13,1)=(gan1*KO/(X0(1)*(KO+X0(1)))+(r(10)*t(10,13)+r(11)*t(11,13))*KAO/(X 0(1)*(KAO+X0(1)))+gan)*VR; a(13,3)=(r(2)*t(2,13)+r(3)*t(3,13))*VR*KS/(X0(3)*(KS+X0(3))); a(13,4)=((r(4)*t(4,13)+r(5)*t(5,13))*KNH/(X0(4)*(KNH+X0(4)))+r(10)*t(10,13)* KANH/(X0(4)*(KANH+X0(4))))*VR; gan=(r(3)*t(3,13)+r(5)*t(5,13)+r(7)*t(7,13)+r(9)*t(9,13))*KNO/(X0(6)*(KNO+X0 (6))); a(13,6)=(gan + r(12)*t(12,13)*KNO/(X0(6)*(KNO+X0(6))))*VR; a(13,7)=(((r(4)*t(4,13)+r(5)*t(5,13))*KALK/(X0(7)*(KALK+X0(7)))+r(10)*t(10,1 3))*KAALK/(X0(7)*(KAALK+X0(7))))*VR; a(13,9)=r(1)*t(1,13)*KX*VR/(X0(9)*(KX+X0(9)/X0(10))); gan=(r(2)*t(2,13)+r(3)*t(3,13)+r(6)*t(6,13)+r(7)*t(7,13))/X0(10); a(13,10)=(r(1)*t(1,13)*(X0(9)/X0(10))/(KX*X0(10)+X0(9)) + (r(4)*t(4,13)+r(5)*t(5,13))*(X0(11)/X0(10))/(KSTO*X0(10)+X0(9))+gan)*VR; a(13,11)=((r(4)*t(4,13)+r(5)*t(5,13))*KSTO/(X0(11)*(KSTO+X0(11)/X0(10)))+(r( 8)*t(8,13)+r(9)*t(9,13))/X0(11))*VR; a(13,12)=(r(10)*t(10,13)+r(11)*t(11,13)+r(12)*t(12,13))*VR/X0(12); 117 a(13,13)=-QR; % (* TINH A_SAO *) a_sao = zeros(13,13); for i=1 : size(a,1) for j = 1:size(a,2) a_sao(i,j)=a(i,j)/a(i,i); end a_sao(i,i)= 0; end % (* TINH B_SAO *) B_sao = zeros(size(B)); for i=1 : 13 c=1/a(i,i); B_sao(i)=-c*B(i); %do B = -f ly thuyet end 118 % (* TINH NGHIEM CUA HE PHUONG TRINH CAN BANG VAT LIEU *) addpath('D:\matlab'); % Nhap duong dan de goi chuong trinh giai thuat toan Jacobi X = jacobi(a_sao,B_sao,X0) 119 HÀM GIẢI THUẬT TOÁN JACOBI function [X] = jacobi(A_sao,B_sao,X0,Max,epsilon) if nargin= epsilon X0 = X; k = k + 1; else k = Max; end end 121 ... tính MBR, áp dụng mô bể xử lý nước rỉ rác Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Diễn biến trình phản ứng sinh học bể xử lý bùn hoạt tính; - Nguồn nước thải cần mô xử lý nước thải sinh hoạt, nước rỉ rác. .. HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THANH HÀ NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH HĨA MỘT SỐ Q TRÌNH SINH HỌC CỦA BỂ PHẢN ỨNG SINH HỌC MBR ỨNG DỤNG TRONG XỬ LÝ NƯỚC RỈ RÁC Chuyên ngành: Kỹ thuật môi... cứu mơ hình hóa số trình sinh học bể phản ứng sinh học MBR ứng dụng xử lý nước rỉ rác" , nhằm hướng đến giải pháp "mềm" để có khả tiếp cận, dự đốn diễn biến quy trình xử lý nguồn nước thải đặc