氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法与流程

本发明涉及污水处理领域，更具体地，涉及一种氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法。

背景技术：

1、氧化沟工艺在国内使用范围较为广泛，采用水平轴表面曝气设备的氧化沟具有明显的溶解氧(dissolved oxygen,do)浓度梯度，特别适用于生物脱氮工艺，脱氮效果良好。功能区的停留时间是污水生物处理过程中非常重要的参数，它和反应速率共同决定了污染物去除量。但是由于氧化沟流态复杂，氧化沟内部功能区体积及功能区停留时间没有明确的量化方法。解析、量化氧化沟工艺功能区体积和停留时间对污水处理厂施行精细化运行，实现提质增效尤为重要。但在污水处理厂中氧化沟沿程安装溶解氧仪的数量不足以支撑测算整个流程溶解氧浓度空间分布。如果对氧化沟施行精细化测量又存在工作量过大、操作条件复杂的问题。

2、因此，有必要开发一种氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法。

3、公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明提出了一种氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，其能够实现污水处理厂精细化运行，提质增效。

2、本公开实施例提供了一种氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，包括：对氧化沟进行单元化分解，获得多个充氧单元，对所述充氧单元进行分类，确定每一类别的代表性单元；

3、测定所述代表性单元的下游相连区域的溶解氧空间分布；

4、判断所述代表性单元的溶解氧浓度数据是否符合前提条件；

5、确定溶解氧区间边界值，确定所述代表性单元的功能区空间分布，进而计算所述功能区分布比例；

6、根据所述代表性单元的功能区分布比例，计算所述氧化沟各功能区体积；

7、根据所述氧化沟各功能区体积、进水水量及外回流比，计算氧化沟各功能区的实际停留时间。

8、优选地，对氧化沟进行单元化分解，获得多个充氧单元包括：

9、将水平轴表面曝气设备和水平轴表面曝气设备的下游相连区域两个要素的集合视为一个充氧单元，将所述氧化沟分解为多个充氧单元。

10、优选地，对所述充氧单元进行分类，确定每一类别的代表性单元包括：

11、根据所述水平轴表面曝气设备的运行状态对所述充氧单元进行第一次分类；

12、根据所述下游相连区域的形状对所述充氧单元进行第二次分类；

13、确定每一类别的代表性单元，确保所述代表性单元覆盖所有类型的充氧单元。

14、优选地，根据所述下游相连区域的形状对所述充氧单元进行第二次分类包括判断所述下游相连区域为直道或弯道，进而针对所述弯道的长度进行判断。

15、优选地，测定所述代表性单元的下游相连区域的溶解氧空间分布包括：

16、在所述代表性单元中布设监测点，对所述监测点进行溶解氧浓度测量。

17、优选地，所述前提条件包括：

18、氧化沟工艺中各充氧单元的充氧效能互相独立；

19、多个水平轴表面曝气设备共同运行不会产生叠加效应。

20、优选地，确定所述代表性单元的功能区空间分布包括：

21、对所述代表性单元各监测点溶解氧浓度数据进行内插法计算，绘制所述代表性单元的下游相连区域中垂直于水平轴表面曝气设备的中心纵剖面上各溶解氧区间边界值的等溶解氧曲线；

22、所述溶解氧区间边界值的等溶解氧曲线图即为所述代表性单元的功能区分布在所述代表性单元的下游相连区域中垂直于水平轴表面曝气设备的中心纵剖面上的投影图，从而确定所述代表性单元的功能区空间分布。

23、优选地，通过公式(1)计算所述功能区分布比例：

24、

25、其中，γj为功能区j在代表性单元中的体积占比，sj为功能区j在代表性单元下游相连区域中垂直于水平轴表面曝气设备的中心纵剖面投影图中的投影面积，s为代表性单元下游相连区域中垂直于水平轴表面曝气设备的中心纵剖面的面积。

26、优选地，通过公式(2)计算功能区体积：

27、

28、其中，vj为氧化沟中功能区j的体积，vi为氧化沟中充氧单元i的体积，m为氧化沟安装水平轴表面曝气设备的个数，γi,j为与充氧单元i分类相同的代表性单元中功能区j的体积占比。

29、优选地，通过公式(3)计算所述实际停留时间：

30、

31、其中，tj为氧化沟中功能区j的实际停留时间，vj为氧化沟中功能区j的体积，r为氧化沟工艺外回流比，q为进水水量。

32、本发明的方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

技术特征：

1.一种氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，其中，对氧化沟进行单元化分解，获得多个充氧单元包括：

3.根据权利要求2所述的氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，其中，对所述充氧单元进行分类，确定每一类别的代表性单元包括：

4.根据权利要求3所述的氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，其中，根据所述下游相连区域的形状对所述充氧单元进行第二次分类包括判断所述下游相连区域为直道或弯道，进而针对所述弯道的长度进行判断。

5.根据权利要求1所述的氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，其中，测定所述代表性单元的下游相连区域的溶解氧空间分布包括：

6.根据权利要求1所述的氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，其中，所述前提条件包括：

7.根据权利要求1所述的氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，其中，确定所述代表性单元的功能区空间分布包括：

8.根据权利要求7所述的氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，其中，通过公式(1)计算所述功能区分布比例：

9.根据权利要求1所述的氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，其中，通过公式(2)计算功能区体积：

10.根据权利要求1所述的氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法，其中，通过公式(3)计算所述实际停留时间：

技术总结
本申请公开了一种氧化沟工艺功能区体积及停留时间简化计算方法。该方法可以包括：对氧化沟进行单元化分解，获得多个充氧单元，对充氧单元进行分类，确定每一类别的代表性单元；测定代表性单元的下游相连区域的溶解氧空间分布；判断代表性单元的溶解氧浓度数据是否符合前提条件；确定溶解氧区间边界值，确定代表性单元的功能区空间分布，进而计算功能区分布比例；根据代表性单元的功能区分布比例，计算氧化沟各功能区体积；根据氧化沟各功能区体积、进水水量及外回流比，计算氧化沟各功能区的实际停留时间。本发明实现污水处理厂精细化运行，提质增效。

技术研发人员：赵楠,宗倪,严瞿飞,刘健,齐嵘,赵振东,王平,魏磊,王珣,夏蔚然,张璐,董午寅
受保护的技术使用者：北京城市排水集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14