UniTank工艺流程氨氮浓度的动态特征_董姗燕

第一作者:董姗燕,女,1977年生,博士研究生,研究方向为水污染控制数学模型与工艺优化。#通讯作者。*上海市科委基金资助项目(No.042312042)。UniTank工艺流程氨氮浓度的动态特征*董姗燕1汪喜生2王文佳1许洲2姚重华1#(1.华东理工大学资源与环境工程学院,上海200237;2.上海石洞口城市污水处理管理有限公司,上海200942)摘要利用基于ASM2D的数学模型对上海石洞口污水厂UniTank工艺内氨氮浓度的动态特性进行了仿真研究,发现该流程反应器氨氮浓度具有非稳态特征。反应器内氨氮浓度的变化规律与曝气时间设定及进水时间设定有关。增加曝气强度,能降低边池及中池的氨氮浓度,相应增大边池及中池的硝态氮浓度。关键词UniTank工艺氨氮动态特征仿真Dynamiccharacteristicsofammonia-nitrogenconcentrationinUniTankprocessDongShanyan1,WangXisheng2,WangWenjia1,XuZhou2,YaoChonghua1.(1.ResourceandEnvironmentalEngineeringSchool,EastChinaUni-versityofScienceandTechnology,Shanghai200237;2.ShanghaiShidongkouUrbanSewageTreatmentandMan-agementCo.Limited,Shanghai200942)Abstract:Dynamicbehaviorofammonia-nitrogeninaUniTankprocessinShanghaiShidongkouUrbanSewageTreatmentPlantwassimulatedbyusingamathematicmodelbasingonASM2D.Theresultsshowthatammonia-ni-trogenintheUniTankprocessisonanon-steadystate.Variationoftheconcentrationisinfluencedbythescheduleoftheaerationinreactionvesselsandthescheduleofthesewageentrancetothevessels.Strengtheningaerationmayde-creasetheammonia-nitrogenconcentrationandcorrespondinglyincreasethenitrate-nitrogeninthevessels.Keywords:UniTankprocessAmmonia-nitrogenDynamiccharacteristicsSimulationUniTank工艺与其他污水处理活性污泥流程的主要区别,是系统内污水流动方向及反应器内溶解氧(DO)变化的周期性与交替式。在周期性与交替式的运行方式下,UniTank系统内各组分的浓度变化会有新的特征。了解这种特征,对于UniTank流程的参数优化、过程控制及工程设计均有重要意义。本文在建立上海石洞口污水厂UniTank工艺流程数学模型的基础上,通过计算机仿真分析了该流程内氨氮浓度随时间的变化状况[1]。研究表明,Uni-Tank流程内氨氮浓度具有非稳态特征。1模型的构建本模型的模拟对象为上海石洞口污水厂内一条3个反应池相连的UniTank流程。该流程1个周期为6h,每天为4个周期。在1个周期的上半周期,污水分别从左边池(T1)或中池(T2)进入流程进行反应,右边池(T3)为沉淀池,进行污泥沉淀、清水出水及污泥排放;在下半周期则分别从T3或T2进入流程进行反应,T1为沉淀池,进行污泥沉淀、清水出水及污泥排放。模型假定每个反应池内组分浓度在同一时刻处处均匀(即为CSTR),沉淀池内各反应的速率为正常速率的0.3倍[2]。模型包含的组分参照ASM2D[3]设定,计有微生物3种(异养菌、自养菌、聚磷菌),有机碳4种(乙酸、易溶可发酵有机碳、惰性颗粒有机碳、缓慢降解颗粒有机碳),涉磷组分3种(磷酸盐、聚磷酸盐、聚β-羟基丁酸),涉氮组分2种(氨氮、硝态氮)及DO。碱度在模型中通过PI控制稳定在5mmol/L,易溶可发酵有机碳及惰性颗粒有机碳设定为常数。模型内的反应也根据ASM2D设定,计有颗粒有机碳水解反应3种、异养菌生长与衰减反应6种、聚磷菌生长与衰减反应8种、自养菌生长与衰减反应2种。模型内各反应的速率方程与ASM2D相同。模型进、出水COD和氨氮等数据采用石洞口污水厂年实测数据的统计中值,COD在模型各组分间的分配比例根据本研究的实验结果确定。模型内的化学计量系数及反应动力学常数先采用