用于再生水生产的生物滤池工艺模拟和优化

用于再生水生产的生物滤池工艺模拟和优化李鑫玮郝二成刘锟。(1北京城市排水集团有限责任公司，北京100124；2北京市污水资源化工程技术研究中心，北京100124；3北京北排装备产业有限公司，北京100016)摘要生物滤池具有良好的脱氮能力，已应用于高标准的再生水生产。通过Biowin数学模拟软件，建立了生物滤池工艺模型并进行了参数修正，进而建立了基于生物滤池的再生水生产全流程工艺模型。模拟优化结果表明，在滤速为8～10m／h、碳氮比为5．0～5．5的条件下，反硝化生物滤池(DNBF)能够达到最佳运行效果，并且可通过优化污染物负荷在各单元间的分配实现出水水质提升。关键词再生水生物滤池Biowin参数修正ModelingandoptimizationofbiofilterforreclaimedwaterproductionLiXinwei，HaoErcheng，LiuKun。(1．BeijingDrainageGroupCo．，Ltd．，Beijing100124，China；2．BeijingEngineeringResearchCenterofWastewaterReuse，Beijing100124，China；3．BeijingDrainageEquipmentCo．，Ltd．，Beijing100016，China)Abstract：Biofilterhasbeenemployedinhigh—qualityreclaimedwaterproductionduetoitssatisfyingperformanceonnitrogenremova1．BioWinsoftwarewasusedtoestablishandcalibratethebiofiltersimulationmodels．Furthermore，thewholeprocessofsecondaryandadvancedwastewatertreatmentwassimulatedandoptimized．Theresultsshowedthatthedenitrificationbiofiltercouldachievethebestperformancewiththefiltrationrateof8～10m／handC／Nof5．0，、—5．5．Theeffluentqualitycouldbeimprovedbyoptimizingpollutantloaddistributionamongthetreatmentunits．Keywords：Reclaimedwater；Biofilter；BioWin；Parameteroptimization0前言随着近年来污水处理厂出水TN标准日益严格，具有良好脱氮效果的生物滤池开始应用于污水深度处理工程l】]。生物滤池可分为曝气生物滤池(BAF)和反硝化生物滤池(DNBF)，通过过滤、吸附和生物代谢等机理的联合作用，分别实现硝化和反硝化脱氮的功能，并且能够去除COD和SSE。但生物滤池单元用于大规模再生水生产还缺乏建设和运行经验，通过生产性试验进行工艺调整的周期长、国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2013AA065205)。风险大、成本高，而采用数学模拟优化方法可实现对不同工况条件的出水水质和运行状况的快速预测，并能及时提出参数调整的建议。BioWin模拟软件目前主要应用于污水二级处理工艺模拟，对深度处理工艺单元进行模拟的案例很少，亟需建立和优化适用于生物滤池单元的模型及参数，提高工艺运行模拟的准确度，为工艺优化和提升出水水质提供调控建议。本文应用BioWin软件，分别建立了DNBF和BAF单元模型并校准，对DNBF进行模拟优化，进而建立再生水全流程处理工艺模型，基于模拟结果给水排水Voi．41No．920151291．2．4BAF模型校准与验证BAF单元共连续运行3周。利用第1周的数据平均值进行稳态模拟，确定模型参数和进行模型校准；利用后2周的数据平均值进行稳态模拟，验证模型模拟的准确性。进水流量恒定均为20m。／h，滤速为7．9m／h，平均水温为25．3℃。表2列出了BAF单元进、出水水质实测平均值和稳态模拟值。可见经过简单的进水组分参数修正，模型就可以很好地模拟BAF的运行效果，模型参数不需要进行过多调整。这是由于BAF进水各项污染物浓度均较低，在BAF单元中发生的生化反应并不复杂，各水质组分变化不大，主要发生的变化为由于过滤和生物作用引起的C0D浓度降低，以及由于硝化作用引起的NH。一N浓度降低和N(一N浓度增加。表2BAF出水水质实测平均值和稳态模拟值第l周第2～3周参数进水出水出水进水出水出水实测值实测值模拟值实测值实测值模拟值COD／mg／I3O．425．325．13O．225