基于BioWin3.1软件对Orbal氧化沟中4种组分的模拟研究

发布时间：2019-07-23 16:40

【摘要】：为了模拟Orbal氧化沟工艺有机物去除与脱氮除磷效果,基于ASDM数学模型,以BioWin3.1软件为模拟平台,对Orbal氧化沟工艺进行模拟研究。通过模型模拟值与实验实测值的对比可知,COD、TN、TP与氨氮的模拟值与实测值误差较小。说明BioWin3.1软件可以较好地模拟Orbal氧化沟工艺的有机物去除与脱氮除磷效果,可用于对Orbal氧化沟中的水质进行预测,也可为工艺的运行调试提供参考依据。
【图文】：

图２Ｏｒｂａｌ氧化沟概化模型Ｆｉｇ．２ＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅＯｒｂａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｄｉｔｃｈ

了厌氧硝化模型（ＡＤＭｓ）、ｐＨ平衡、气体转移与化学沉淀等模型［７－８］，这使得构建的模型与实际工艺状况吻合良好。ＢｉｏＷｉｎ３．１软件基于ＡＳＤＭ数学模型，阐述了全污水处理环节中５０种污水组分以及影响这些污水组分的８０个化学、物理与生物反应过程。Ｂｉｏ－Ｗｉｎ３．１模型软件涵盖了３０个污水处理工艺模块，包含进出水模块、生化反应器模块、沉淀池（初沉池与二沉池等）模块、污泥处理模块等。用户通过整合这些结构化工艺模块，可以构建目标污水处理工艺图２Ｏｒｂａｌ氧化沟概化模型Ｆｉｇ．２ＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅＯｒｂａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｄｉｔｃｈ的概化模型［２］。２污水厂概况研究的污水处理工艺为西安市某污水处理厂以Ｏｒｂａｌ氧化沟为核心的二级生物处理工艺。其中，Ｏｒｂａｌ氧化沟的外、中、内沟容积比为５２．６∶２９．７∶１７．７，采用转刷曝气。污水进入到进水控制井，再经过粗格栅、污水泵房、细格栅、曝气沉砂池（单格尺寸为３８ｍ×４．８ｍ×２．０ｍ）进行除渣、沉砂、撇油等预处理后，依次经过分配井、厌氧选择池（单池尺寸为２７ｍ×９．８ｍ×４．３５ｍ）、氧化沟（单池尺寸为１０８．２ｍ×５０．２ｍ×４．５ｍ）、沉淀池（单池直径为４２ｍ，深度为４．５ｍ）进行生化处理，最后出水。二沉池排出的污泥进入浓缩池、平衡池并被离心脱水处理后，外运卫生填埋。具体流程见图１。图１Ｏｒｂａｌ氧化沟工艺流程图Ｆｉｇ．１Ｏｒｂａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎｄｉｔｃｈｐｒｏｃｅｓｓｆｌｏｗｄｉａｇｒａｍ该污水处理厂共有４座氧化沟，每座氧化沟有效容积

图４呼吸计量装置Ｆｉｇ．４Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅ３．３工艺模拟与结果分析

ＯＢＮＯＢＡＮＡＭＭＯＸ异养菌聚磷菌酸化菌酸甲烷菌最大单位生长速率１／ｄ０．９０００．７０００．１００３．２０００．９５００．２５００．３００基质的半饱和系数ｍｇ基质／Ｌ０．７０００．１００２．０００５．００００．１００１０．０００１００．０００产率系数ｍｇ／ｍｇ基质０．１５００．０９００．１１４０．６６６０．６３９０．１０００．１００注：由于模型中化学计量学与动力学参数较多，加之文章篇幅限制，所以此处只列举了部分推荐数据，而模型模拟时所需参数已默认为推荐值。图４呼吸计量装置Ｆｉｇ．４Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅ３．３工艺模拟与结果分析先将表１与表３的实测数据输入到上述概化模型中，设置其它参数为污水厂实际运行参数或国际水协推荐值来进行稳态模拟；后将出水模拟值与实测值进行对比分析，同时通过调整部分参数实现模型的校准。以下对模型校正前后ＴＮ、ＴＰ、氨氮与ＣＯＤ的出水浓度与去除率的模拟值进行分析，见图５～８。图５模型校准前后总氮ＴＮ出水浓度与去除率Ｆｉｇ．５ＴＮｅｆｆｌｕｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓａｎｄｒｅｍｏｖａｌｅｆｆｅｃｔｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｍｏｄｅｌｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ由图５可知，出水ＴＮ浓度的模拟值与实测值存在偏差。其原因有：６月与８月含有污染物浓度较高的污水进入污水厂，使进水ＴＮ浓度偏高，再者污水厂工艺中微生物长期处于稳定环境中，含有较高浓度污染物的污水混入，使微生物受冲击而对ＴＮ的去除率下降；西安市８月份雨水较多，，大量雨水的混入，超过污水厂处理水量，部分污水未经处理
【作者单位】：西安理工大学水利水电学院西北旱区生态水利工程国家重点实验室;中国电建集团贵阳勘测设计研究院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51178391) 陕西省教育厅重点实验室科学研究计划资助项目(15JS063) 陕西省科学研究计划资助项目(2014K15-03-05)
【分类号】：X703.1

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