基于ASM2d的数学模型在六箱一体化工艺分析中的应用

发布时间：2020-06-25 07:36

【摘要】：以六箱一体化工艺为例,建立了基于ASM 2d(activated sludge process 2d,活性污泥工艺2d)的数学模型,并研究其在脱氮除磷中的应用.在HRT(水力停留时间)为16 h的工况下,利用灵敏度分析挑选了含有7个参数的待优化参数集,通过使用遗传算法优化校正函数的方式进行校正计算,获得了校正后的六箱一体化工艺模型,并在HRT为20和24 h下对该模型做了进一步验证.结果表明,校正后的模型对出水水质的预测性较好,在HRT为16 h下,出水ρ(CODCr)、ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(NH4+-N)的模型计算值与实测值间的绝对差值较小,分别为1.96、0.83、0.06和0.24 mg湓L.在校正后模型的基础上,详细分析了HRT为20 h时各池中ρ(NH4+-N)、ρ(NO3--N)和ρ(PO43--P)在1个周期内的动态变化,指出了影响该工艺处理效果的主要原因(如碳源不足的问题),并与通过试验分析得到的结果基本一致.
【图文】：

流程图,一体化工艺,流程

容易［23］．为了克服这些困难，研究者提出了基于数学方法的系统分析法，主要是通过灵敏度分析法确定模型参数对计算结果的影响程度，进而确定待调整的参数集［22，24］．六箱一体化工艺结合了UNITANK工艺和A2湓O工艺的优点．该研究利用IWA发布的ASM2d模型对六箱一体化工艺进行了模拟，并通过模型分析，研究了1个周期内六箱一体化工艺的动态变化，以期说明数学模型在六箱一体化工艺优化分析中的应用．1材料与方法1.1六箱一体化工艺六箱一体化工艺包括5个生化反应池(池1～池5)和一个沉淀池，工艺流程如图1所示，每个生化反应池的尺寸为280mm×240mm×900mm，沉淀池的尺寸为360mm×280mm×900mm，有效水深均为700mm，池子之间共用池壁，可以减少投资．5个生化反应池内均安装曝气和搅拌装置，可以根据工艺的需要实现厌氧、缺氧或者好氧状态．工艺设有污泥回流泵，回流污泥和污水可以进入5个生化反应池中的任何一个．六箱一体化工艺采用周期性的运行方式，每个周期包括上、下对称的2个半周期，共6个阶段．通过在不同阶段进行不同的操作，可以使每个池实现厌氧、缺氧或好氧状态．在进水、进气、污泥回流管路均安装电磁阀，运行方式可通过PLC(programmablelogiccontroller，可编程逻辑控制器)进行控制．注:①—进水;②—出水;③—排泥;④—回流污泥．图1六箱一体化工艺流程Fig.1Configurationofsix-tankintegrativeactivatedsludgeprocess1.2工艺参数设置及试验数据六箱一体化工艺运行温度为10～12℃，污泥龄为13d，污泥回流比为0.3，两点进水时水量分配比为1∶1，阶段1和阶段4运行时间为3h，阶段2和阶段5运行时间为3h，阶段3和阶段6运行时间为2h．许卓［25］研究了不同的HＲT(16、20、24h)对工艺处理效果的

校正模型,计算值,校正值

的相对误差分别为0.01和0.12，ρ(NH4+-N)的相对误差分别为0.08和0.12．模型计算值与实测值之间的吻合程度较高，说明校正后的模型对出水水质的预测性较好．表4模型参数校正结果Table4Correctionresultsofmodelparameters参数原值校正值qpp〔湓g湓(g·d)〕1.50.6μPAO湓d－11.01.9动力学参数KPS湓(g湓m3)0.20.3μAUT湓d－11.02.5bAUT湓d－10.150.12化学计量学参数YPAO湓(g湓g)0.6250.987YPO4湓(g湓g)0.40.2注:参数原值及校正值均对应20℃条件．图2HＲT为16h下校正模型计算值与实测值的对比Fig.2ComparisonbetweenmodeloutputsandexperimentaldataunderHＲT16h图3HＲT为20和24h下校正模型计算值与实测值对比Fig.3ComparisonbetweenmodeloutputsandexperimentaldataunderHＲT20and24h932

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