市政污水案例：市政污水處理工藝過程模擬的應(yīng)用
1. 工藝概況平行的兩條氧化溝系統(tǒng)，設(shè)計流量每天2.5萬噸，提標(biāo)前實際流量每天2萬噸，進(jìn)水與出水水質(zhì)見表格。
氧化溝工藝鳥瞰圖
| 進(jìn)水 | 出水 | |
| COD (mg/L) | 475 | |
| BOD (mg/L) | 220 | |
| TN (mgN/L) | 31 | 8 |
| TP (mgP/L) | 6.8 | 2 |
2. 建模目的
提標(biāo)后流量有可能會增加至每天3萬噸，出水TN須降至3mg/L，根據(jù)出水接納水體的水量和水質(zhì)要求TP須降至0.23mg/L。另外，應(yīng)維護(hù)需要，一條氧化溝停產(chǎn)維護(hù)時，出水也須滿足提標(biāo)后的標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足以上需求，建立工藝模型考察系統(tǒng)是否需要升級，以及升級后各種運行條件下的達(dá)標(biāo)情況。
3. 模型建立
BioWin中工藝流程的設(shè)置
4. 校正模型
通過對該污水廠過去一年的數(shù)據(jù)的分析和補充實驗數(shù)據(jù)的分析，確定了污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)組分，并調(diào)整參數(shù)對模型進(jìn)行了校正。校正后的模型可以較好地模擬一年內(nèi)污水廠的運行情況。
模型預(yù)測值與實測值比較
5. 模型應(yīng)用工程師與建模人員制定了幾種備選的保守型升級法案，經(jīng)過在模型中使用后發(fā)現(xiàn)升級工藝中的曝氣系統(tǒng)（在氧化溝部分段增設(shè)曝氣頭）后穩(wěn)態(tài)下可以滿足提標(biāo)后的要求。隨后又運用該模型對以下情景進(jìn)行了動態(tài)模型：
· 出現(xiàn)峰值流量和暴雨流量時
· 其中一個氧化溝停產(chǎn)維護(hù)時
· 進(jìn)水從平均荷載過渡到最大荷載時
· 季節(jié)變化、水溫冷熱交替時
6. 分析結(jié)果
增設(shè)曝氣頭后，出水水質(zhì)在進(jìn)水流量低于設(shè)計流量每噸2.5萬噸時無論冬季或夏季均可以達(dá)到提標(biāo)后的要求。如果進(jìn)水流量超過2.5萬噸時出水TN不能達(dá)標(biāo)；當(dāng)一條氧化溝停產(chǎn)維護(hù)，進(jìn)水全部靠一條氧化溝處理時出示不能達(dá)標(biāo)；另外，冬季時當(dāng)進(jìn)水達(dá)到最大荷載出水不能達(dá)標(biāo)。
穩(wěn)態(tài)運行中遇到峰值流量時的出水TN
一條氧化溝停產(chǎn)維護(hù)時的出水TN
7. 結(jié)論
通過模型模擬及時發(fā)現(xiàn)備選升級方案的不足，除了增設(shè)曝氣頭，建議在二沉池后增加反硝化濾池進(jìn)一步去除TN和TP。并建議進(jìn)行進(jìn)一步的模擬，在已建立的模型基礎(chǔ)上考察新設(shè)計或新方案的有效性。
由于新標(biāo)準(zhǔn)確實非常嚴(yán)格，可通過展示模型結(jié)果與當(dāng)?shù)卣懻撨\行中達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的制定和不達(dá)標(biāo)寬容度，以及可能的資金投入等。
通過模型模擬及時發(fā)現(xiàn)備選升級方案的不足，除了增設(shè)曝氣頭，建議在二沉池后增加反硝化濾池進(jìn)一步去除TN和TP。并建議進(jìn)行進(jìn)一步的模擬，在已建立的模型基礎(chǔ)上考察新設(shè)計或新方案的有效性。
由于新標(biāo)準(zhǔn)確實非常嚴(yán)格，可通過展示模型結(jié)果與當(dāng)?shù)卣懻撨\行中達(dá)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的制定和不達(dá)標(biāo)寬容度，以及可能的資金投入等。
