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基于在线氨氮浓度的曝气控制技术在大型MBR中的应用

2016-09-14 09:35来源:IWA微信关键词:污水处理膜生物反应器MBR收藏点赞

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控制策略的可行性与模型工具

A)模型工具

在提出控制策略后,其可行性是研究人员最为关注的问题。由于该研究是基于中国无锡某大型MBR城市污水处理工程(处理规模50000m3/d)展开,直接在工程上验证控制策略的可行性是极具风险的。而模型工具为这样的可行性验证提供了有力的平台。

对于描述污水的生化处理过程,IWA曾在1990~2000年间提出了4个主要的活性污泥模型(Activatedsludgemodel,ASM),分别为ASM1、ASM2、ASM3和ASM2d。ASM采用大型矩阵的形式对各个生物反应的动力学过程进行数学描述,而对于具有脱氮除磷功能的MBR系统,ASM2d模型是最适合用以描述和模拟的。而从软件平台的角度上看,加拿大Envirosim公司开发的基于ASM系列模型和污泥厌氧消化模型的BioWIN软件从软件成熟度和功能完备性上讲,都是比较适合本研究的需求的。

研究人员首先在BioWIN软件上建立了污水处理的工艺流程,通过灵敏度分析识别了对模拟结果影响显著的动力学参数、化学计量学系数、进水组分参数,并采用试验测试、手动试算等方法进行参数校正,最终获得的模拟结果与现场连续监测获得的试验结果对比如下图所示:

模型模拟结果与实测数据在氨氮和TN浓度上仍呈现良好的符合,平均偏差分别为0.36mg/L(12%)和0.44mg/L(4%)。这表明经过参数校正的模型可以对实际MBR工程运行过程中的氮元素去除进行很好的模拟。

而对于COD的情况,模型模拟的输出结果波动很小,而实测数据波动较大,仅在部分时间段内(10~20h,60~96h),模拟结果和试验结果的吻合度较好,而其它时间段内试验值波动剧烈,模型无法预测。

考虑到实际MBR工程的进水包含部分工业废水,且在现场测试期间由于工程的调试工作,某些膜池需要清空(混合液导回生化段进水),可能导致进水的组分参数上产生较大波动,而受限于BioWIN软件只能设置恒定的组分参数数值,模拟结果无法预测实际的COD波动。

原标题:基于在线氨氮浓度的曝气控制技术在大型MBR中的应用
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