城市污水處理廠全程動態(tài)模擬與對策研究.pdf

1、長期以來污水生物處理構(gòu)筑物的設(shè)計運行大多根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)來進(jìn)行的，更是由于地理位置、環(huán)境差異等因素，使得建成后的污水處理廠并不能很好的服務(wù)于當(dāng)?shù)爻鞘小榱颂岣呶覈鬯幚韽S工程建設(shè)效率、提高運行控制水平、保證出水水質(zhì)、減少能耗及費用，應(yīng)用活性污泥模型反應(yīng)實際污水處理廠運行情況，并盡可能的降低建模系統(tǒng)的應(yīng)用門檻和限制，形成一套科學(xué)而系統(tǒng)的解決方法至關(guān)重要。
　　本文以西安一座污水處理廠生物處理工藝為研究對象，利用IWA提出的ASM2d數(shù)

2、學(xué)模型，基于WEST軟件平臺，完整模擬了該工程建設(shè)周期（設(shè)計—調(diào)試—投產(chǎn)運行），并對過程中所產(chǎn)生的問題，加以分析、解決和優(yōu)化。將模擬過程簡單化、系統(tǒng)化，為活性污泥模型應(yīng)用于實際工程提供支持。
　　在工程設(shè)計階段，根據(jù)《可行性研究報告》和《初步設(shè)計》的比選工藝方案信息，對工藝的運行參數(shù)與污泥模型參數(shù)進(jìn)行了分析與確定，建立工藝方案的概化模型。模擬了不利條件下工藝方案的處理效果，并加以分析和評估。方案二“改良A2/O+MBR膜池”工藝綜

3、合表現(xiàn)較好。針對優(yōu)選方案在低溫和COD負(fù)荷條件下出水氨氮不穩(wěn)定及TP超標(biāo)的風(fēng)險，加入了前置反應(yīng)區(qū)和分點進(jìn)水的控制，對改進(jìn)后的方案進(jìn)行了模擬，確定了前置反應(yīng)區(qū)的體積和分點控制比最佳參數(shù)為1500m3和0.5～0.7。
　　在調(diào)試運行階段，依據(jù)工程竣工后的尺寸與運行參數(shù)對優(yōu)選模型進(jìn)行校正，并對進(jìn)水水質(zhì)組分進(jìn)行敏感性分析，依據(jù)實測的進(jìn)水樣品，確定進(jìn)水組分關(guān)鍵參數(shù)，完成模型進(jìn)水組分參數(shù)的調(diào)整。敏感性分析確定了對模型出水影響度較大的7個關(guān)鍵

4、參數(shù)（S_Alk_In、F_TSS_COD、f_S_A、f_S_F、f_S_NH、f_S_PO和f_X_H和5個常規(guī)進(jìn)水水質(zhì)（COD、氨氮、TN、TP、SS）。7個關(guān)鍵參數(shù)需經(jīng)模型相關(guān)組分項測定并計算得到，通過實驗測量COD、CODf、Ss、SA、XH、TN、SNH4、TP、SpO4、SALK和TSS等11項組分，并計算得到關(guān)鍵參數(shù)S_Alk_In、F_TSS_COD、f_S_A、f_S_F、f_S_NH、f_S_PO和f_X_H的值分

5、別為32.00、0.83、0.19、0.39、0.72、0.43和0.13。
　　應(yīng)用模型模擬了污泥投加間歇培養(yǎng)方案和連續(xù)流培養(yǎng)方案，使用污泥濃度和培養(yǎng)時間作為指標(biāo)對模擬進(jìn)行評估，結(jié)果顯示：連續(xù)流培養(yǎng)調(diào)試周期較長，但污泥效果較好，間歇培養(yǎng)則相反。最終將兩種培養(yǎng)方法相結(jié)合用于實際調(diào)試，不僅縮短了實際調(diào)試時間還得到了較好的活性污泥。應(yīng)用模型優(yōu)化試運行階段的運行參數(shù)，確定了分點進(jìn)水比例、厭氧池/缺氧池/好氧池混合液回流量、污泥排放量等5

6、個操作參數(shù)最佳運行值，將優(yōu)化結(jié)果用于實際污水廠試運行，運行結(jié)果與模擬結(jié)果相近，優(yōu)化效果較為理想。
　　投產(chǎn)運營階段，進(jìn)行活性污泥模型參數(shù)（動力學(xué)參數(shù)和化學(xué)計量系數(shù)）的敏感性分析，調(diào)整關(guān)鍵參數(shù)值，完成模型穩(wěn)態(tài)條件的校準(zhǔn)和有效性驗證。通過日變化曲線和插值法獲得連續(xù)10天的動態(tài)進(jìn)、出水?dāng)?shù)據(jù)，完成模型動態(tài)條件下的校準(zhǔn)和有效性驗證。
　　使用驗證后的模型，對工藝現(xiàn)存除磷與能耗問題進(jìn)行解決與優(yōu)化。通過模擬調(diào)整反應(yīng)器停留時間、排泥量和混合

7、液回流量等方法，強(qiáng)化生物除磷功能。結(jié)果顯示：通過增加厭氧池體積，減少好氧池體積來調(diào)整反應(yīng)停留時間；保證氮出水達(dá)標(biāo)，適當(dāng)加大排泥量；減小或關(guān)閉厭氧區(qū)回流量可以有效的增強(qiáng)生物除磷。通過模擬投加PLAC進(jìn)行輔助化學(xué)除磷，結(jié)果顯示使用低劑量1.73m3/d情況下可以滿足日常要求。將模型進(jìn)行能耗估算，明確總體費用情況，對占比較高項進(jìn)行可行性優(yōu)化。滿足正常出水達(dá)標(biāo)情況下適當(dāng)減少回流量，模擬結(jié)果顯示泵運行費較正常情況下減少了28.6％，總的運行費用減