活性污泥法污水处理厂的运行模拟
INDUSTRIALWATER&WASTEWATER
工业用水与废水
Vol.38No.4Aug.,
2007
活性污泥法污水处理厂的运行模拟
刘吉明,杨云龙
(太原理工大学环境科学与工程学院,太原
030024)
摘要:结合ASM1和二沉池模型组成活性污泥模拟系统,将某污水处理厂的常规检测数据转化为活性污泥系统模型所需的组分数据,然后调整模型参数,使污水处理厂出水指标最接近于污水处理厂实际数据,从而确定适合该污水处理厂的模型参数,最后对该污水处理厂的工艺参数进行了模拟改造。
关键词:污水处理;二沉池;活性污泥模型中图分类号:X505
文献标识码:A
文章编号:1009-2455(2007)04-0015-03
Simulationofoperationofwastewatertreatmentplant
usingactivatedsludgeprocess
LIUJi-ming,YANGYun-long
(CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China)
Abstract:AsimulatedactivatedsludgesystemwascomposedbyASM1andsecondarysedimentationtankmodel.Theconventionalexaminationdatainawastewatertreatmentplantwastransformedtothecomponentdatawhichwasneededfortheactivatedsludgesystemmodel,thentoadjustthemodelparameters,enabledtheeffluentwaterqualityindexclosestapproachtheactualdatacollectedfromwastewatertreatmentplant,thusthemodelparameterssuitingthewastewatertreatmentplantwasdetermined,andtheprocessparametersofthesaidwastewatertreatmentplantwassimulativelyreconstrustedfinally.
Keywords:wastewatertreatment;secondarysedimentationtank;activatedsludgemodel
国际水质协会(IAWQ)推出的活性污泥1号模型[1](ASM1)包含了碳有机物的氧化和脱氮处理过程,
包括8个异氧菌、好氧菌的生化反应过程,
13种组分、5个化学计量系数和14个动力学参数。ASM1无论是在污水厂的设计、运行管理、改造,
还是在污水处理技术的研究和开发方面均有重要的使用价值,在国外已得到了广泛的使用。我国在这方面起步较晚,本研究结合二沉池一维模型组成活性污泥模拟系统,对某城市污水厂进行模拟验证。
170、100、30和45mg/L,溶解氧的质量浓度在2mg/L左右,pH值约为7.5,且比较稳定。设计时未考虑脱氮处理,污泥负荷约为0.17kg[BOD5]/(kg[MLSS]・d),HRT约5h,污泥回流比为100%,平均SRT为8d左右。主要工艺流程如图1。
1污水处理厂简介
该污水处理厂处理的污水为生活污水及少量的
工业废水,采用传统活性污泥工艺,曝气池共有2组,每组3个廊道,单个廊道的有效长度70m,宽度8m,深度5m。设计规划流量为15×104m3/
该污水处理厂运行以来,平均流量在6.5×104
m3/d左右,最大流量没有超过平均流量的1.5倍。
收稿日期:2007-02-28;修回日期:2007-04-02
d,一期规划流量为8×104m3/d左右,进水COD、BOD5、SS、NH3-N、TN的质量浓度分别为300、
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工业用水与废水
Vol.38No.4Aug.,2007
表1为该污水处理厂2004年8月份、9月份连续2
表1
个月的运行数据。为了模拟方便,取每周运行数据
主要运行指标及进出水水质周平均数据
(SS)/(mg・ρL-1)进水
出水
(NH3-N)/(mg・ρL-1)进水
出水
(TN)/(mg・ρL-1
)进水
出水
Tab.1
周数
流量/
(m3・d-1)
Mainoperationindexesandweeklyaveragedataofinfluentandeffluentwaterquality
(BOD5)/(mg・ρL-1)进水
出水
出水
(COD)/(mg・ρL-1)进水
123456789
500116227358233575126005368235719557280060956
217277259215336401338323575
26.129.529.540.331.038.739.728.543.6
1131059198136221185188297
6.999.649.4014.609.6814.1411.0811.0414.12
676497871081118196111
3.003.672.576.434.862.002.142.864.43
27.426.926.826.628.438.338.832.129.9
14.613.414.914.312.019.720.813.315.5
39.934.733.243.141.855.348.546.656.9
21.822.422.431.927.430.231.621.936.1
的平均值。从而得出各参数对出水组分的灵敏度,结果见表2。
表2
灵敏度分析结果
出水水质变化/%
2污水处理厂模拟
2.1污水处理厂常规数据转换
采用参考文献[2]介绍的数据转换方法,将常规数据转化为适合ASM1模拟的数据。通过数据的转化,将常规的COD、BOD5、SS、氨氮、总氮等数据转化为符合模型要求的13个组分数据。
参数
Fig.2Resultsofsensitivityanalysis
参数意义
COD0.180.180.0080.0070.170.0020.0020.0040.0040.0050.00080.070.040.072.600.070.110.0010.00203.060.060.210.15
TN0.360.341.770.672.244.070.960.781.430.110.190.810.510.8319.10.100.802.080.2800.0600.0040.003
氨氮
μhKSKOHKNObHμAKNHKOAbAηgKaKhKXηhYHYAfpiXBiXPv0maxv0rhrpfns
异氧菌好氧最大比增长速率异氧菌的基质半饱和系数异氧菌的氧半饱和系数异氧菌的硝酸盐半饱和系数异氧菌的衰减系数自氧菌的最大比增长速率自氧菌的氨半饱和系数自氧菌的氧半饱和系数自氧菌的衰减系数
异氧菌缺氧条件下μH校正系数氨化反应系数最大比水解速率水解饱和常数
异氧菌缺氧条件下水解校正系数自氧菌的产率系数异氧菌的产率系数生物衰减颗粒态产物分率细胞中的氮分率
衰减颗粒态产物中氮分率最大实际沉降速率最大理论沉降速率干扰沉淀的沉降参数慢速沉淀的沉降参数不可沉降比例
0.270.261.660.590.930.250.240.630.172.020.160.100.530.853.880.050.501.560.1700.470.010.030.02
2.2模型参数的校核
输入IAWQ给出的模型参数的典型值进行模
拟,模拟结果如图2,可以看出模拟出水的总
COD、氨氮模拟值与实测值之间存在较大差异,出
水中TN的浓度与实测值结果基本一致。因此为了减少出水COD和氨氮的模拟值与实测值之间的差
别,必须调整模型中参数值。
用模拟软件对模型参数和二沉池参数作灵敏度分析,逐个将模型中的参数值改变其初始值的
10%,并保持其他参数不变,计算出水的COD、TN、氨氮浓度,比较改变前后的模拟的相对差值,
由表2可以看出,对出水COD影响较大的参数是YH和v0,对出水TN影响较大的参数是KOH、
刘吉明,杨云龙:活性污泥法污水处理厂的运行模拟
bH、μA、bA、YH和iXB,对出水氨氮影响较大的参数有KOH、ηg、YH和iXB。因此,为了使出水COD的计算浓度接近实测浓度,同时不致使出水TN的预
测值与实测值出现较大偏差,可以选择先调整影响
COD的参数,再调整影响TN的参数,最终将模型
中v0从474m/d增大到520m/d,YH从0.67g[细胞COD]/g[氧化COD]减小到0.63g[细胞COD]/g[氧化COD],ηg由0.8减小到0.64后,计算结果最接近实测结果,校核前后的出水浓度见图2。
2.3模型的验证
为了验证静态校核后的模型是否能够普遍适用
于动态进水,进行了动态模拟,结果见图3、图4,可以看出,除少部分COD实测值与模拟值有较大误差外(10%左右,可能是由于常规数据向模型组分数据转化过程存在的误差放大的结果),模拟值与实测值基本吻合,这表明静态校核后的模型在一定程度上能够模拟动态进水。
3.2模拟结果分析
①进水流量在6×104~12×104m3/d时,出
水COD的质量浓度由33.8mg/L增大到63.7mg/L,还在一级排放标准内。但流量的增加,使得水
力停留时间缩短,硝化作用不足以完成,从而氨氮浓度上升,当进水流量达到12×104m3/d时,出水氨氮的质量浓度已达到27.7mg/L,超出了污水水
3污水处理厂运行过程模拟
3.1影响因素的模拟
用模拟软件分别模拟了流量、溶解氧浓度和污泥回流比对出水COD和含氮组分浓度的影响,模拟结果见图5~图7。
质排放国家二级标准。出水总氮浓度随进水流量增加,先减小后增加,但总体变化不大。综上可以看出,该污水处理厂的处理能力还可以继续扩大,达到11×104m3/d,完全能满足设计要求。
②溶解氧的质量浓度在1.0~6.0mg/L时,
出
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工业用水与废水
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气泡直径与气浮净水效果关系的分析
杨勇,王广丰,刘龙
(青岛理工大学机械工程学院,山东
青岛
266033)
摘要:分析了气泡尺寸与气浮净水效果的研究成果,并通过不同直径气泡对污粒捕获气泡几率及不同直径气泡对挟气污粒上浮速度影响等的分析,认为并非气泡直径越小,气浮净水效果就越好。
关键词:气泡;气浮净水;污水处理中图分类号:TQ085
文献标识码:A
文章编号:1009-2455(2007)04-0018-03
Analysisonrelationshipbetweendiameterofair-bubbleandeffect
ofair-floatationonwaterpurification
YANGYong,WANGGuang-feng,LIULong
(QingdaoTechnologicalUniversity,Qingdao266033,China)
Abstract:Theresultsoftheresearchontherelationshipbetweendiameterofair-bubbleandeffectofair-floatationonwaterpurificationwasanalyzed.Theinfluenceofdiameterofair-bubbleonoddsofcontaminatedgranuleseizingair-bubbleandthefloat-upspeedofair-entrainingcontaminatedgranulewereanalyzed.Itnegatedthethoughtthatthesmallerthediameteroftheair-bubbleis,thebettertheeffectofair-floatationonwaterpurificationwillbe.
Keywords:air-bubble;air-floatation;wastewatertreatment
气泡尺寸与气浮净水效果直接相关。从20世纪40年代开始出现气浮净水技术到50年代末,气浮净水技术没有得以广泛应用的主要原因就是微细
收稿日期:2006-10-27;修回日期:2007-04-16
气泡的产生及微化技术没有得到大的改进与提高,
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水COD浓度基本保持不变。氨氮在好氧条件下能很好地硝化,浓度下降很快。当溶解氧的质量浓度从1mg/L升高到2mg/L时,总氮出水浓度随之上升,溶解氧的质量浓度大于2mg/L以后,总氮出水浓度基本保持不变。因此,正常运行条件下,曝气池中的溶解氧的质量浓度宜维持在2~3mg/L。
参考文献:
[1]张亚雷,李咏梅.活性污泥数学模型[M].上海:同济大学出
版社,2002.
[2]CPLeslieGradyJr,GlenTDaigger,HenryCLim.废水生物处
理[M](第二版,改变和扩充)(张锡辉,刘勇弟,译).北京:化学工业出版社,2003.
大,因此考虑到工艺的安全性和成本控制,可以将污水处理厂的回流比减小到0.6。
③污泥回流比在0.4~1.0时,出水COD的质
量浓度稍有增加,从32.0mg/L增加到38.8mg/L,总体增幅不大。出水总氮浓度稍有下降,但变化也不大。氨氮出水浓度受污泥回流比的影响较大,当污泥回流比从0.4增大到0.5时,出水氨氮的质量浓度有较大下降,由22.2mg/L减小为17.1mg/L。当污泥回流比大于0.5以后,出水氨氮浓度变化不
作者简介:刘吉明(1974-),男,山西中阳县人,讲师,硕士,
研究方向为污水处理技术及研究,(电子信箱)tyut2002489@126.
com;杨云龙(1953-),男,山西临汾人,教授,研究生导师,研究方向为污水处理技术及研究,(电子信箱)yangyyl@126.com。