污水处理厂运行模拟、预测软件的应用

　　1　软件测试试验

　　①数据来源

　　北京地区某生活污水处理厂，采用传统的活性污泥处理工艺，实际处理能力为3×104 m3/d。

　　②模拟、预测系统中的模型参数

　　模拟、预测软件系统的理论基础是IAWQ数学模型，模型参数主要包括：工艺参数、动力学参数、废水组成参数。

　　工艺参数包括曝气池各段和二沉池的尺寸、供气量等，工艺参数在模拟计算过程中保持不变。动力学参数根据文献提供的数据设定[1～3]。

　　污水处理厂常规测定指标包括CODCr、BOD5、SS、NH3-N等，IAWQ模型中将常规指标进一步划分为：溶解性可降解有机物质、慢速可降解有机物质、自养生物量、异养生物量、溶解氧、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮等十三种组分作为模型的废水组成参数，软件系统则根据文献以及试验确定模型参数与常规指标之间的换算关系[4]。

　　③模拟、预测试验

　　当模型参数确定后，将实际运行数据输入模型，预测曝气池出水水质指标的日变化情况;在改变进水水质、水量下，预测系统达到稳态的时间、曝气池出水水质的变化趋势。

　　2　测试结果与讨论

　　①模拟活性污泥系统曝气池日出水变化趋势

　　将2000年3月的日运行数据如水量、回流比、溶解氧、供气量、气水比以及曝气池进水水质指标等输入模型，并以此作为模型的初始值，然后通过模拟计算，可以求得曝气池出水COD的日变化情况。曝气池进水COD的日变化情况见图1。

　　曝气池出水COD的模拟值与曝气池进水COD值有很强的对应性，即曝气池出水COD值随进水COD值的改变呈现规律性的变化趋势：当前一天进水COD值出现低峰或波谷时，24 h后曝气池出水COD模拟值也相应地出现波峰或波谷现象。此外，从曝气池出水COD的变化趋势上也比较好地反映了曝气池进水COD的变化情况，如1日—6日的曝气池进水COD与模拟出水COD的变化趋势较为一致。由以上分析可知，该数学模型COD的模拟结果直接反映了进水水质对出水水质的影响。曝气池出水COD的模拟值及实际测定值的比较见图2。

　　图2中曝气池出水COD的模拟值与实测值存在一定的偏差，其原因是多方面的：首先工厂化验人员的人为测定误差造成曝气池出水COD的实测值不够准确;其次，该厂每隔24 h在曝气池进水与出水口取一次水样，而曝气池水力停留时间仅为8 h。在进行模拟预测时，假定24 h内曝气池进水、出水水质是稳定的，从而以第二天测得的曝气池出水COD值代表曝气池前一天进水经过8 h处理后的出水COD值。但是在实际运行中，进水水质有一定的波动，因此第二天测得的曝气池出水COD值与曝气池前一天进水经过8 h处理后的出水COD值有一定的误差。