biowin3模型在三峡库区污水处理厂中的应用

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1、biowin3模型在三峡库区污水处理厂中的应用摘要为了更好地提高三峡库区万州明镜滩污水处理厂的污水处理效果，采用biowin3模型模拟了现有3万m3/d污水处理规模，以及未来扩建6万m3/d污水处理规模，结果表明：biowin3软件在明镜滩污水处理厂的模拟应用中COD指标稍差，TP指标较好，NH3-N和TN指标最好，整体模拟效果较好，可以为污水厂的运行提供优化参考。关键词biowin3模型；污水；三峡库区；模拟中图分类号X799文献标识码A文章编号1007-5739(2016)10-0181-01水质是水体质量的

2、简称，它标志着水体中的物理、化学和生物的特征及其组成的状况。有研究表明，三峡库区长江干流总体水质良好，但是一级支流中的总磷、总氮指标升高，水质有恶化的趋势，尤其是在一级支流回水区水流速度变缓，水体呈现富营养化的趋势，甚至某些回水区暴发了“水华”[1]。导致水质变差的一个重要原因是三峡库区城镇人口激增，而相应的城镇污水处理能力有限。虽然现阶段，我国的城市污水处理行业发展势头良好，但是由于各个地区社会经济发展的不同，在分布上还是不平衡，尤其是老少边穷等地区污水处理厂规模小，管理经验相对落后，导致最终处理总量有限P］。

3、近年来，采用模型研宄的方法进行污水处理管理逐渐流行，在湖体或水塘内采用生物方法处理污废水的百乐克工艺，该工艺无论是单一生活污水还是复杂的生活污水和工业废水的混合水都可以适用，并具有维护简单、投资少、运行费用低等优点C3］。而百乐克工艺的理论基础为biowin3数学模型，该模型是单一矩阵的综合模型，可以模拟并追踪工艺中的物理、化学和生物的组分变化和反应情况，并且修改参数，适合实际［4］。结合三峡库区水质恶化的严峻形势，本研宄采用biowin3数学模型，应用三峡库区万州明镜滩污水处理厂的现有实际生产的数据，通过不断调

4、整设定的各种参数，提高污水模拟的准确性，保证污水厂的运行优化，可以对实际污水厂的参数选择提供指导，从而为提高三峡库区污水处理工作的效率，改善三峡库区水环境质量提供依据。1biowin3在万州区明镜滩污水处理厂的应用1.1模型的建立1.1.1水温的确定。对于biowin3工艺的利用，首先要了解明镜滩污水处理厂的水温的变化，水温对于污水处理厂的处理效果和模拟的结果有着极大的影响，但是在现实研宄中多用气温替代。明镜滩污水处理厂所在的万州区属于亚热带季风湿润带，根据气象局统计的年均气温为17.7°C，为了便于分析，将模型

5、的入水水温设置为20°C。1.1.2模型的建立。由于明镜滩污水处理厂污水来源主要是万州龙宝、观音岩片区的生活污水，采用的工艺为A2O工艺（厌氧一缺氧一好氧工艺），基于上述的流程，结合明镜滩污水处理厂实际，本研究采用biowin3软件模拟流程主要分为如下的流程:进水一混合池一厌氧池一曝气池一二沉池（二沉池中的回流污泥回到厌氧池，剩余污泥排放）一出水。模拟流程如图1所示。1.1.3进水出水水质。根据实地测量和生产要求，明镜滩污水处理厂的日常污水进水出水水质要求包括化学需氧量COD、氨氮、总氮（TN）、总磷（TP），具

6、体如表1所示。1.2模型的运行按照图1建立百乐克工艺数学模型，对各个流程的污水处理设施按照明镜滩污水处理厂的实际标准进行设置，由于实时数据一直在变化，所以对于一些水质标准进行20%的误差设置。1.2.1主要参数设定。曝气池中的空气通入率（曝气率）根据溶解氧的浓度来控制，对进水和出水的水质监控进行设置。监测的主要进水水质成分为易生物降解的有机物、醋酸盐、慢速可生物降解物质、溶解性或颗粒不可生物降解物质、重金属、氨氮、颗粒性有机氮、磷酸盐、亚硝酸盐、厌氧性氨氧化、聚磷菌、病原体等，但是biowin3软件模拟时，无法把

7、所有的监测指标纳入，只选择主要的一些指标，包括流速（Flow）、总化学需氧量（CODt）、溶解态化学需氧量（CODs）、总凯氏氮（TKNt）、溶解态凯氏氮（TKNs）、氨氮（NH3-N）、硝态氮（NO3-N）、总磷（TotalP）、磷酸态磷（PO4-P）、温度。1.2.2现有3万m3/d规模验证。根据明镜滩污水处理厂进水出水水质主要监测指标的要求，对未监测的指标咨询专家，采用合理的输入值。通过输入biowin3软件，可以依次得到曝气池、出水、污泥排放、生物厌氧池等结果，具体如表2所示。1.2.3未来扩产6万m3/

8、d规模模拟。根据明镜滩污水处理厂规划，未来将扩增至6万m3/d规模，根据这个要求，模拟结果如表3所示。1.3模型结果与实测值比对分析由表4可以看出，模拟3万m3/d规模出水结果COD超过了环境标准及明镜滩污水处理厂实测值，NH3-N和TN指标则较好，大大优于环境标准及明镜滩污水处理厂实测，TP的模拟值虽然高于明镜滩污水处理厂实测值，但是符合环境标准。根据未来发展规模模拟的