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寒冷地区速分工艺曝气量优化研究_车鸣

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文档简介:

·164·居舍研究探讨2019年3月(上)本研究采用现场调研与工程应用相结合的方式,重点研究了城市速分污水处理系统的曝气节能降耗技术;在城市速分污水处理厂能耗分布分析、节能潜力挖掘及能耗核算体系建立等研究的基础上,进行了不同进水水质与气水比的控制技术研究,并在齐齐哈尔市某水厂开展水量配置和智能曝气控制工程应用。1技术路线对目标水厂进行调研,采集进水水量水质和出水水质数据,对调研数据进行初步筛选与分析,在出水水质达标的基础上,分析不同进水水量水质情况下,气水比与进水水质的相关性,并通过origin软件进行拟合建立数学模型,获得气水比与进水水质的函数关系,通过相关函数关系式推导出目标水质的最大气水比,通过结合最优气水比与目标水厂实际情况,进行该项目结果的推广。2目标水厂曝气系统及调研结果速分生化池利用特殊的固-液-气三相运动,可以在无压力、只需水体稍微流动的情况下运行。通过曝气及速分生化球这一特殊结构填料的相互作用,使水流场反复产生流速差,使污水中所携带的悬浮颗粒,由流速快的液体水流向流速慢的固液界面富集,达到固液分离的目的。从而从原理上解决了污水处理领域的一大难题:需处理水和污泥微生物停留时间实现分离。目标水厂曝气系统采用微孔爆气装置,风机为变频罗茨风机,设计风量:9.0m³/min,单台风量:4.5m³/min;曝气区供气罗茨鼓风机:3台(2用1备),功率:7.36kW,出口压力:0.06Mpa,气水比:13:1;中气水比满足《建筑中水处理工程(二)》08SS0703-2中速分生化处理工艺的设计要求:“池底设曝气管,风量根据原水水质和水量计算确定,气水比10~15:1”。(1)进水氨氮随时间的变化曲线(2)进水氨氮随时间的变化曲线(3)曝气量随时间的变化曲线(2)气水比随时间的变化曲线3建立数学模型由目标水厂化验室提供出水水质情况,得知污水处理厂出水水质均可以达到设计水质,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准,因此优化速分工艺在运行中曝气量的研究是建立在出厂水达标的基础上进行的。每日进水量在小幅度内有所波动,并不是固定不变的,为实现速分工艺在运行中曝气量的优化研究,将污水厂进水水量与曝气系统曝气量通过气水比Fr来协调表述:根据对目标污水处理厂进行数据调研可知,在实际运行过程中,气水比维持在6.7至7.2之间,并不需要13:1这么高,按照13:1进行污水厂曝气系统的设计既会造成土建的增加、设备选型偏高,也会导致在实际运行过程中能量的巨大浪费,曝气系统能耗在污水处理厂整个能耗中占有50%以上,因此对速分工艺污水处理厂的气水比设计及运行参数进行优化是十分必要的。气水比的大小直接关系到COD、氨氮的去除效果,气水比过小会导致COD、氨氮去除效果不达标,气水比过大会导致能量浪费,因此本研究以不同进水COD和氨氮为变量进行气水比的优化。根据进水水质中氨氮和COD指标分别计算出对应的最佳气水比,为同时满足氨氮和COD的去除率,其两个计算值较大值为最佳气水比。通过对齐齐哈尔市目标水厂进出水水质水量的调查研究,在出水水质达标的基础上,不考虑进水水温对氧转移速率等相关因素的影响,分析不同进水水质(NH3-N、COD)与气水比的相关性并进行拟合,得出进水氨氮与气水比的关系:;进水COD与气水比的关系:;为同时满足不同进水水质指标的去除率,取最佳气水比:。通过设计水质指标计算出相应最佳气水比为9.78:1,远小于设计气水比13:1,曝气量大为节省。4结论随着污水管线敷设率和污水的收集率不断提高,村镇级污水处理厂的建设也不断随之增加,速分工艺污水处理厂对生活污水处理效果好,污泥产量少,并且可以根据具体水量实现模块化运行,因此速分工艺污水处理厂在东北地区的建设会越来越广泛,在水厂的设计运行过程中,为达到土建及设备合理选型,运行安全节能,对曝气系统的优化研究也越来越多,因此本科研项目以实际工程为依托给出速分工艺污水处理厂曝气系统气水比的具体优化数学模型,为东北寒冷地区速分工艺污水处理厂的设计及运行提供可靠的参考数据,为速分工艺污水处理厂曝气系统的节能降耗提供相应理论基础,因此本科研项目成果在东北地区的应用前景十分广泛。参考文献[1]徐忠,郑鹏,速分生化处理技术在高速公路服务区污水处理中的应用[J].住宅与房地产,2016,(30):[2]吴云飞,如何有效实现污水处理厂的节能减排[J].科技风,2017(10):134.[摘要]污水处理属于能耗密集型行业,为实现污水处理厂的节能降耗,针对东北地区采用速分处理工艺的某污水处理厂,通过建立数学模型来优化速分工艺的气水比,降低曝气量以实现节能降耗的目的。[关键词]速分工艺;气水比;数学模型[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1674-1900(2019)07-01

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