[发明专利]一种化粪池计算方法及数学模型

权利要求书

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/24×1000+(1-b)K2[αTaNK1/(1-d)1000+S/(1-e)1000]

式中：

W——化粪池有效容积，m³；

W1——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12h，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；

K1——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(1-K)+S₁(1-K)²+S₁(1-K)³+……S₁(1-K)ⁿ

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(1-K)+S₁(1-K)²+S₁(1-K)³+……S₁(1-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。