一种提高A/O工艺除磷效率的方法与流程

本发明属于废水生物处理
技术领域：
，涉及一种运用数学模型对a/o工艺进行优化，提高除磷效率的方法。
背景技术：
：a/o生物脱氮工艺是缺氧/好氧生物脱氮工艺的简称。硝态氮的反硝化在缺氧条件下运行，含碳有机物的去除和氨氮的硝化在好氧条件下运行。该工艺是我国污水处理厂应用最多的一种脱氮工艺。但是随着经济的发展，磷污染的问题日益凸显，以除磷为目标的如厌氧-好氧、phostrip等除磷工艺得以开发及应用。随着人们对脱氮除磷机理研究的深入，出现了兼顾脱氮与除磷双重功效的污水处理工艺如a2/o工艺、bardenpho工艺、phoredox工艺、uct工艺等。生物脱氮除磷工艺在新建污水处理厂进行工艺选择时受到了越来越多的青睐，但是对于已建成应用较多的缺氧-好氧工艺而言，如何在现有工艺的基础上保证脱氮达标的前提下通过优化运行来提高除磷效率已是摆在人们面前需要解决的一项问题。活性污泥模型asm2d是目前能够同时实现脱氮除磷模拟的较为成熟的机理模型。和工程试验技术相比，数学模拟具有节约投资、节省时间的优势，为污水处理工程的运行优化提供一条新的途径。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种提高a/o工艺除磷效率的方法。为实现上述目的，本发明提供了一种提高a/o工艺除磷效率的方法，包括如下步骤：步骤一，测定进水水质参数和进水组分化参数；步骤二，收集待优化的a/o工艺的工艺参数；步骤三，在含有asm2d模型的仿真软件中建立a/o工艺模型；步骤四，将步骤一和步骤二得出的参数输入a/o工艺模型处理单元的相应处，进行模型的校准；步骤五，以污泥回流比、缺氧池与好氧池的体积比和污泥龄为变量，进行运行参数变化的条件模拟，得出除磷效果最佳的工艺条件。其中，该方法还包括：步骤六，以步骤五得出的优化参数在实验室规模小试或在生产实际中以步骤五得出的优化参数进行运行，用试验结果验证模拟结果的可靠性。其中，在建立a/o工艺模型时，还需初步确定模型参数。其中，需初步确定的模型参数为：动力学参数氨氧化菌最大比增长速率μa取软件默认值0.9d-1、二沉池去除率设为99.8％、水温取实测值、剩余污泥排泥量取实测值。其中，模型校准过程为根据初步确定的模型参数多次进行稳态模拟，直到模拟的出水各水质指标模拟值与污水厂实测值拟合。其中，所述出水各水质指标包括总化学需氧量codcr、硝态氮nh3-n和总磷tp。其中，步骤一中所述进水水质参数为：总化学需氧量codcr、总凯式氮tkn、总磷tp、硝态氮no3-n、ph、碱度、无机悬浮固体ss；进水组分化参数为：fbs：快速降解cod/tcod；fup：非降解颗粒cod/tcod；fus：非降解溶解cod/tcod；fna：nh3-n/tkn；fac：醋酸cod/快速降解cod；fupn：非降解颗粒cod中氮的含量；fpo4：磷酸盐/总磷；步骤二中所述的待优化a/o工艺的工艺参数为：缺氧池和好氧池的体积、面积、深度、宽度和溶解氧do，沉淀池体积、面积、深度，污泥回流量和进水流量。其中，所述仿真软件为biowin。本发明的有益效果是：本发明将数学模型应用于a/o工艺的优化中，和工程试验技术相比，数学模拟具有节约投资的优势。通过对影响除磷效果关键参数的优化研究可快速得出最佳运行条件，节约时间，提高工作效率。附图说明图1为本发明所述提高a/o工艺除磷效率的方法中a/o工艺模型流程图；图2为用本发明所述提高a/o工艺除磷效率的方法优化后的a/o工艺流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不限于以下实施例。一种提高a/o工艺除磷效率的方法，包括如下步骤：步骤一，测定进水水质参数和进水组分化参数；步骤二，收集待优化的a/o工艺的工艺参数；步骤三，在含有asm2d模型的仿真软件中建立a/o工艺模型；步骤四，将步骤一和步骤二得出的参数输入a/o工艺模型处理单元的相应处，进行模型的校准；步骤五，以污泥回流比、缺氧池与好氧池的体积比和污泥龄为变量，进行运行参数变化的条件模拟，得出除磷效果最佳的工艺条件。其中，该方法还包括：步骤六，以步骤五得出的优化参数在实验室规模小试或在生产实际中以步骤五得出的优化参数进行运行，用试验结果验证模拟结果的可靠性。其中，在建立a/o工艺模型时，还需初步确定模型参数。其中，需初步确定的模型参数为：动力学参数氨氧化菌最大比增长速率μa取软件默认值0.9d-1、二沉池去除率设为99.8％、水温取实测值、剩余污泥排泥量取实测值。其中，模型校准过程为根据初步确定的模型参数多次进行稳态模拟，直到模拟的出水各水质指标模拟值与污水厂实测值拟合。其中，所述出水各水质指标包括codcr、nh3-n和tp。其中，步骤一中所述进水水质参数为：总化学需氧量codcr、总凯式氮tkn、总磷tp、硝态氮no3-n、ph、碱度、无机悬浮固体ss；进水组分化参数为：fbs：快速降解cod/tcod；fup：非降解颗粒cod/tcod；fus：非降解溶解cod/tcod；fna：nh3-n/tkn；fac：醋酸cod/快速降解cod；fupn：非降解颗粒cod中氮的含量；fpo4：磷酸盐/总磷；步骤二中所述的待优化a/o工艺的工艺参数为：缺氧池和好氧池的体积、面积、深度、宽度和溶解氧do，沉淀池体积、面积、深度，污泥回流量和进水流量。其中，所述仿真软件为biowin。实施例1某污水处理厂采用a/o工艺处理石油化工企业和生活污水的混合废水，进水水质指标：cod346mg/l、tp4.27mg/l、nh3-n15.87mg/l。实际出水指标：cod69.1mg/l、tp1.96mg/l、nh3-n0.4mg/l。目前除磷效率较差。步骤一，测定进水水质参数和进水组分化参数。按照国家标准方法测得进水水质参数为：codcr346mg/l、tp4.27mg/l、tkn20mg/l、no3-n5.57mg/l、ph7.56、碱度3.18mg/l、ss30mg/l。进水组分化参数为：fbs0.532、fup0.15、fus0.1245、fna0.75、fac0.214、fupn0.012、fpo40.75。步骤二，收集待优化的a/o工艺的工艺参数。缺氧池体积829404m3、面积1152m2、深度7.2m、宽度16m、溶解氧do0mg/l；好氧池体积829404m3、面积1152m2、深度7.2m、宽度16m、溶解氧do4.81mg/l；沉淀池体积11289.6m3、面积3225.6m2、深度3.5m；污泥回流量28800m3/d；进水流量38980m3/d。步骤三，利用污水处理系统各单元组分化参数和含有asm2d模型的仿真软件在计算机中建立a/o工艺模型，建立a/o工艺模型时还需初步确定模型参数。动力学参数aob(氨氧化菌)最大比增长速率μa取软件默认值0.9d-1，二沉池去除率设为99.8％，水温取实测值20℃，剩余污泥排泥量根据实测值240m3/d进行模型调试，多次进行稳态模拟，直到模拟的出水各水质指标模拟值与污水厂实测值拟合较好。在biowin软件中选择进水、a池(1个)、o池(5个)、二沉池、出水、污泥排放六个处理单元，用管线将其连接，建立回流管线。见图1。步骤四，将步骤一和步骤二得出的参数输入模型处理单元的相应处，进行模型的校准。步骤五，以污泥回流比、缺氧池与好氧池的体积比、污泥龄等参数为变量， 进行运行参数变化的条件模拟，得出除磷效果最佳的工艺条件。第一次优化污泥回流比。分别模拟污泥回流比为20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％时的出水结果，通过模拟结果分析发现，回流比50％时tp、nh3-n、codcr可同时取的较好的结果。第二次优化缺氧池与好氧池的体积比。模拟结果发现将图1中o1池改为a2池(原a池为a1池)后tp的去除效果最好，且对其他参数没有影响。见图2。第三次优化污泥龄。模拟结果发现污泥龄减少对系统tp和codcr去除有显著效果。见表1。表1优化模拟结果tp(mg/l)codcr(mg/l)nh3-n(mg/l)进水水质4.27346.015.87污水厂目前工艺模拟结果1.6470.20.31第一次优化后模拟结果1.4165.50.30第二次优化后模拟结果0.7869.00.52第三次优化后模拟结果0.5865.50.65步骤六，在实验室设计一套a/o工艺流程，试验用水的水质与模拟时输入的水质条件一致，以步骤五得出优化条件运行，待运行稳定后取出水分析tp：0.69mg/l、codcr：68.8mg/l、nh3-n：0.46mg/l。试验结果与模拟结果的拟合效果较好。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。当前第1页12