沉淀池污泥层高度的模拟与控制_周振

中国环境科学2008,28(3)：274~278ChinaEnvironmentalScience沉淀池污泥层高度的模拟与控制周振1,吴志超1*,顾国维1,花虹2(1.同济大学环境科学与工程学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092；2.同济大学数学系,上海200092)摘要：为了对沉淀池运行过程中的污泥层高度(SBH)进行准确模拟和有效控制,通过沉淀池分层质量平衡方程导出沉淀池分层弥散模型,并利用实测数据确定稳定可靠的SBH算法.以COST624/682中基准污水厂二沉池为研究对象,利用模型对暴雨天气下恒定回流量和恒定回流比2种措施控制下沉淀池的运行情况进行了稳态和动态模拟.结果表明,在进水流量负荷变化较大的情况下,控制恒定回流比要比控制恒定回流量能更为有效地将SBH和底流SS浓度控制在稳定范围内,进而降低了出水悬浮固体增大的风险.关键词：活性污泥；沉淀池；污泥层高度；数学模型；控制中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1000-6923(2008)03-0274-05Simulationandcontrolofsludgeblanketheightinsettlingtanks.ZHOUZhen1,WUZhi-chao1*,GUGuo-wei1,HUAHong2(1.StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse,CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China；2.DepartmentofMathematics,TongjiUniversity,Shanghai200092,China).ChinaEnvironmentalScience,2008,28(3)：274~278Abstract：Inordertoachieveaccuratepredictionandeffectivecontrolofthesludgeblanketheight(SBH)inrealoperation,astableandreliableSBHalgorithmwasselectedbasedonmeasuredsuspendedsolids(SS)profiles,andthenincorporatedintoalayeredanddispersivesettlingtankmodelderivedfrommassbalanceanalysis.ThesecondarysettlingtankinCOST624/682benchmarkwastewatertreatmentplantunderstormweatherwasusedforsteady-stateanddynamicsimulationsofsettlingtankoperationundertwodifferentcontrolstrategies,constantreturnrateandconstantreturnratio.ThelaterperformsweremoreeffectivelyandsteadilyincontrollingtheSBHandunderflowSSconcentrationwhenlargefluctuationofinfluenthydraulicloadoccured,thusreducingtheriskofeffluentsludgeescape.Keywords：activatedsludge；settlingtank；sludgeblanketheight；mathematicalmodel；control沉淀池是污水处理过程中的重要构筑物之一,其作用是固液分离.污泥层高度(SBH)是沉淀池设计、运行和控制中的一个非常重要的参数[1-2].SBH过高会影响沉淀池的固液分离效果,进而影响出水的悬浮固体(SS)浓度.污水处理厂的实测结果表明[3-6],当SBH超过某一临界值时,沉淀池出水SS会显著增加.这通常是由于SBH接近出水堰或污泥层表面污泥的再悬浮造成的[1].另一方面,较高的SBH会延长污泥浓缩时间,进而增加回流污泥(RAS)的SS浓度[7-8].在脱氮系统的二沉池中,SBH过高易引起反硝化反应[9-10],产生氮气等气泡附着于污泥上,使污泥上浮,影响污泥浓缩和固液分离的效果.因此,在污水处理厂的在线监测和运行控制中,沉淀池的SBH是一个非常重要的变量[2-4].然而,目前对SBH算法和预测模拟的研究较少,对沉淀池分层模型的研究多集中于对沉淀池处理效果的模拟[11-12],未利用分层模型对沉淀池的运行性能进行深入研究.本研究在沉