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活性汚泥モデルに準拠したN_2Oガス生成モデルの開発

机译：基于活性污泥模型的N_2O产气模型开发

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処理水水質を維持しつつ温室効果ガスを低減する運転の支援技術の確立を目的に，水処理プロセスから放出される一酸化二窒素（N_2O）ガス量を予測できる活性汚泥モデルを開発した．開発モデルは一方向達成型モデルで，従来の活性汚泥モデルで全窒素，アンモニア性窒素，硝酸性窒素および亜硝酸性窒素の実測結果を再現した後，そのパラメータを用いて亜硝酸性窒素濃度とN_2Oガス放出速度を解析する.これにより，従来のキャリブレーション実績の利用とキャリブレーション作業の低減を図れる.開発モデルを検証するため，嫌気好気活性汚泥法における各生物反応槽で採取した2009年9月（排出係数0.076gN_2O/m~3），11月（同0.011），2010年2月（同0.30）の通日の水質データを，開発モデルを実装した水質シミュレータにより再現した.その結果，最もN_2Oガスが生成した2月においても，各反応槽から生成したN_2Oガスの通日平均のプロファイルを相対誤差8.8％で再現できた.%A nitrous oxide (N_2O) gas emission model based on a conventional activated sludge model (ASM) has been developed to establish a support technology for wastewater treatment operations that reduce emission of N_2O. A feature of the N_2O gas emission model is a one-way coupled analysis model with a two-step calculation. Step 1 calculates concentrations of NH_4-N and NO_3-N + NO_2-N by the conventional ASM. Step 2 calculates NO_2-N concentrations and N_2O gas emission rates by the developed N_2O gas emission model using the results of the conventional ASM calculation. This methodology can cut troublesome calibrations due to reduced numbers of interactive substances. To evaluate the developed N_2O gas emission model, treated waters and off-gases from biological reactors of a wastewater treatment plant using the aerobic-oxic activated sludge process were analyzed and simulated for a 24-hour period in each of three seasons (September (summer) 2009; November (fall) 2009; and February (winter) 2010). As a result, N_2O emission coefficients were 0.076 Gn_2O/m~3 (September), 0.011 Gn_2 O/m~3 (November), and 0.30 Gn_2O/m~3 (February). Averaged errors (and the averaged error ratio) of daily-averaged data in February, when the NO_2~N concentrations and the N_2O gas emission rates were the largest among the three seasons, were 0.043 mgN/L (10%) and 1.8 mgN/m~3 (8.8%), respectively.
机译：我们已经建立了一种活性污泥模型，可以预测水处理过程中释放的一氧化二氮（N_2O）气体的量，目的是建立一种操作支持技术，以减少温室气体，同时保持处理后的水质。建立的模型是单向实现模型，通过常规活性污泥模型再现了总氮，氨氮，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的测量结果，然后使用这些参数计算出亚硝酸盐氮的浓度。分析了N_2O气体的释放速率，从而可以利用现有的校准结果并减少校准工作。为了验证开发模型，2009年采用厌氧好氧活性污泥法在每个生物反应池中收集了样品。通过实现开发模型的水质模拟器，再现了9月（排放因子0.076gN_2O / m〜3），11月（0.011）和2010年2月（0.30）的水质数据。即使在二月份产生最多的N_2O气体时，也再现了每个反应器产生的N_2O气体的日平均分布，相对误差为8.8％。％基于常规活化的一氧化二氮（N_2O）气体排放模型已开发出污泥模型（ASM）以建立用于废水处理操作的支持技术，以减少N_2O的排放.N_2O气体排放模型的一个特点是具有两步计算的单向耦合分析模型。第一步计算浓度步骤2通过使用常规ASM计算的结果，通过改进的N_2O气体排放模型计算NO_2-N浓度和N_2O气体排放率，第二步使用常规ASM计算结果来计算NO_2-N浓度和N_2O气体排放率。因Interac数量减少而进行校准为了评估已开发的N_2O气体排放模型，在三个季节中的每个季节的24小时内，对废水处理厂的生物反应器中使用好氧-氧气活性污泥工艺处理过的水和废气进行了分析和模拟（ 2009年9月（夏季），2009年11月（秋季）和2010年2月（冬季）），N_2O排放系数分别为0.076 Gn_2O / m〜3（9月），0.011 Gn_2 O / m〜3（11月）和0.30 Gn_2O / m〜3（2月）。2月份的日平均数据的平均误差（和平均误差率）是三个季节中最大的，NO_2〜N浓度和N_2O气体排放率是三个季节中的0.043 mgN / L（10％）和1.8 mgN / m〜3（8.8％）。

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