仿真軟件在AAO、CAST和MBR污水廠的應(yīng)用研究.pdf

1、國內(nèi)外污水處理方法主要是活性污泥法，以活性污泥模型為基礎(chǔ)，建立污水廠模型能優(yōu)化污水處理廠運(yùn)行參數(shù)、節(jié)省能耗、降低污水廠提標(biāo)改造風(fēng)險(xiǎn)。WEST軟件具有友好的人機(jī)界面且操作簡便，因此選擇 WEST軟件來建立污水廠模型。MBR、A2/O和CAST工藝類型在國內(nèi)應(yīng)用較多，因此論文探討仿真軟件WEST在MBR污水廠、A2/O污水廠和CAST污水廠的應(yīng)用，可以推廣仿真軟件在污水廠中的應(yīng)用。
　　根據(jù)WEST對三種工藝的應(yīng)用，得出以下結(jié)論：

2、r>　?、賅EST建模步驟包括在布局界面建立基本的工藝模型、對輸入的進(jìn)水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行組分分解、再進(jìn)行穩(wěn)態(tài)和動態(tài)模擬，最后做模型校正。可利用WEST的高級功能來確定參數(shù)優(yōu)化和提標(biāo)改造方案。
　　②利用WEST仿真軟件建立MBR污水廠模型，校正后的模型可以很好地模擬MBR工藝污水廠。此污水廠存在進(jìn)水碳源不足，出水總氮不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。使用Design-Expert軟件設(shè)計(jì)3因素3水平的正交試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，溶解氧、內(nèi)回流和外回流對出水總氮值影

3、響不顯著，所以通過參數(shù)優(yōu)化無法將出水總氮降到一級A標(biāo)限值以下，也同時(shí)說明，出水總氮不達(dá)標(biāo)的主要原因是碳源不足。利用模型做碳源投加試驗(yàn)，當(dāng)投加量為20mgCOD/L時(shí)，出水總氮均值降低到11.16mg/L，達(dá)標(biāo)率為100%。
　?、劾迷赪EST仿真軟件構(gòu)建CAST污水處理廠模型，使用定時(shí)器和輸入工具來控制進(jìn)水閥門的定時(shí)開閉，校正后的模型的模擬出水值與實(shí)測值能很好的吻合。用春季進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)建立的模型模擬夏季和冬季的出水，模擬值和實(shí)測值

4、差別很大，所以說，每個(gè)模型適用期僅為該季節(jié)，各季節(jié)需要建立各自模型。以春季模型為例，利用Design-Expert軟件設(shè)計(jì)試驗(yàn)，優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，優(yōu)化后出水總氮可以達(dá)到一級B標(biāo)，但是總磷依舊不能達(dá)標(biāo)。在CAST的反應(yīng)期中加入低曝時(shí)序，同時(shí)，設(shè)計(jì)4因素3水平的試驗(yàn)，找出加入低曝時(shí)序運(yùn)行參數(shù)的最優(yōu)組合是排泥量80m3/d，曝氣量5000m3/h，低曝時(shí)間0.6h，低曝強(qiáng)度為0m3/h，在此參數(shù)下，出水各指標(biāo)均能達(dá)到一級B標(biāo)。
　?、蹵2/

5、O工藝的污水廠存在出水總磷不達(dá)一級B標(biāo)（＜1mg/L）的問題。利用WEST仿真軟件建立A2/O污水廠模型，并對模型進(jìn)行校正，校正后的模型可以很好的模型實(shí)際污水廠。將內(nèi)回流、外回流、曝氣量作為實(shí)驗(yàn)因子，以水質(zhì)指標(biāo)為目標(biāo)函數(shù)，然后在軟件中進(jìn)行了兩次“參數(shù)估計(jì)”操作，此操作確定了參數(shù)的最優(yōu)組合，優(yōu)化后出水水質(zhì)可達(dá)到一級 B標(biāo)。對各優(yōu)化方案進(jìn)行能耗分析，綜合選擇的最佳方案是曝氣量為5000m3/h，內(nèi)回流30000m3/d，外回流是50m3/d

6、。為了出水水質(zhì)能達(dá)到一級A標(biāo)，利用WEST軟件，做除磷劑投加試驗(yàn)，確定污水廠的除磷劑的投加量，結(jié)果表明投加量為5m3/d（Fe:P=4.8）時(shí)，出水達(dá)標(biāo)率升為100%。所以除磷劑定為5m3/d。
　　⑤通過對三種工藝的模擬和應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，A2/O、MBR和CAST工藝的組成和運(yùn)行模式不一樣，建模方式也有不同。A2/O利用3個(gè)活性污泥單元(Activated Sludge Unit)即可組成。MBR污水廠是3個(gè)活性污泥單元(Activa

7、ted Sludge Unit)和膜池組成，膜池采用既有過濾過程又有生化過程的生化類MBR模塊來模擬。CAST工藝做近似處理，采用一個(gè)活性污泥單元(Activated Sludge Unit)和4個(gè)SBR池組成。A2/O沒有時(shí)序控制，模擬速度較快，所以采用WEST的參數(shù)估計(jì)功能或者預(yù)案分析功能來做參數(shù)優(yōu)化。MBR和CAST工藝具有時(shí)間控制，運(yùn)行速度較慢，采用正交試驗(yàn)減少試驗(yàn)次數(shù)，節(jié)省總時(shí)間。在WEST應(yīng)用中，除磷劑投加試驗(yàn)、碳源投加試驗(yàn)