某CASS工艺污水处理厂运行优化数值模拟研究

【摘要】：循环式活性污泥法工艺(CASS)由于占地省、便于扩建等优点,目前已经被广泛应用于工业和生活污水处理工程中。由于设计运行参数选取不尽合理,加之不同国家甚至国内不同区域污水特性参数相差较大,导致运行时能耗等运行费用过高或者污水不能达标排放。本文通过数值模拟的方式可以较为准确地确定污水厂运行的最优方案,实现污水的达标排放。 以成都市高新西区污水处理厂为研究对象,运用BioWin3.0污水处理仿真软件对该污水处理厂建模并对其运行过程进行数值模拟研究。以该厂某日的实际入流数据为例,初步模拟显示,CASS池出水水质除TP外,均与实际出水相符。通过模型参数敏感性分析发现,对模型出水水质有影响的模型参数共12个。调整模型动力学参数聚磷菌最大比增长速率(u_(maxPAO))、P限制时最大比增长速率(u_(maxP-limited))、半饱和速率常数(K_(s,PAO))、磷限制时半饱和速率常数(K_(s,p-limited))分别为1、0.5、0.2和0.25,化学计量学参数PHA产率(Y_(P/PHA,seq))为0.95时,模型能够较好地模拟污水处理厂的实际运行情况。 在实际运行中,找到合适的工艺运行参数,在污水达标排放的前提下使得能耗等运行费用最低是污水厂优化运行的必然选择。研究了不同工况下CASS池出水的影响因素和工艺优化运行措施,对不同水温、回流比、排水比和循环周期条件下数值模拟研究发现,循环周期为4h(进水、曝气1.5h,沉淀1.5h,滗水1h),污泥停留时间(SRT)14d,混合液回流比20%,最小排水比为65%时,在常温下能达到最优的出水和最低的能耗。该运行工况能够有效减轻后续处理的难度和降低化学药品的添加量。同时给出了低温条件下,保证出水达标的运行策略。 【关键词】：CASS BioWin3.0 数值模拟 运行参数 运行优化
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究目的和意义9-10
• 1.2.1 研究意义9-10
• 1.2.2 研究目的10
• 1.3 研究内容10-11
• 1.4 技术路线11-12
• 2 活性污泥CASS 工艺技术概论12-18
• 2.1 CASS 工艺的发展12-14
• 2.1.1 CASS 工艺简介12
• 2.1.2 CASS 工艺发展历程12-14
• 2.2 CASS 工艺的原理14-15
• 2.2.1 CASS 工艺污染物降解规律14
• 2.2.2 CASS 工艺运行周期14-15
• 2.3 CASS 工艺应用现状15
• 2.4 CASS 工艺存在的问题15-16
• 2.5 成都高新西区污水处理厂介绍16-18
• 2.5.1 概况16
• 2.5.2 主要构筑物及设备参数16-18
• 3 污水生物处理数值模拟基础18-32
• 3.1 经典活性污泥动力学模型18-21
• 3.1.1 微生物生长特性18
• 3.1.2 Monod 方程18-19
• 3.1.3 Eckenfelder 模型19-20
• 3.1.4 Grau 模型20
• 3.1.5 Lawrence-McCarty 模型20
• 3.1.6 Mckinney 模型20-21
• 3.2 ASMs 活性污泥数学模型21-26
• 3.2.1 活性污泥1 号模型（ASM1）21-25
• 3.2.2 活性污泥2 号模型（ASM2）25
• 3.2.3 活性污泥2D 号模型（ASM2D）25
• 3.2.4 活性污泥3 号模型（ASM3）25-26
• 3.3 BioWin 数学模型26-30
• 3.3.1 BioWin 活性污泥模型26-29
• 3.3.2 BioWin 厌氧消化模型29-30
• 3.4 污水处理仿真软件介绍30-31
• 3.5 BioWin 较其他污水处理仿真软件的优势31-32
• 4 污水处理厂初步模拟32-46
• 4.1 BioWin3.0 介绍32-33
• 4.2 成都高新西区污水处理厂计算机模型的建立33-34
• 4.3 模型入流数据确定34-39
• 4.3.1 入流模型确定34-35
• 4.3.2 模型入流水质组分35-39
• 4.3.3 模型运行参数39
• 4.4 模型初步模拟39-43
• 4.5 模型参数校正43-46
• 4.5.1 参数敏感性分析43-44
• 4.5.2 模型参数调整44-46
• 5 污水处理厂运行优化数值模拟46-59
• 5.1 温度影响及优化46-49
• 5.2 排水比影响及优化49-51
• 5.3 回流比影响及优化51-53
• 5.4 循环周期影响及优化53-59
• 6 结论与展望59-61
• 6.1 结论59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-64
• 附录A 模型动力学参数64-67
• 附录B 模型化学计量参数67-70
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果70-71
• 致谢71-72

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