运行决策支持系统在城市污水处理厂的应用

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1、中国给水排水!"!!!!!!!!!"!!!运行与管理!"!!!!!!!!!!"运行决策支持系统在城市污水处理厂的应用柯细勇，施汉昌，王玉珏（清华大学环境模拟与污染控制国家重点联合实验室，北京!"""#$）摘要：某城市污水处理厂初期运行时氨氮去除效果不明显，出水氨氮不能满足排放水质要求。运行决策支持系统首先对此污水处理厂进行模型化，通过分析判断出存在的主要问题是剩余污泥排放量过大、污泥龄短，相应的解决措施是增加污泥回流比、降低污泥排放量以延长污泥龄。然后采用%&’(模型的模拟系统计算出剩余污泥排放量为)"""*+!,、污泥龄为-,时系统能耗较低，出水氨氮可达到排放要求。关键词：

2、运行决策支持系统；专家系统；模拟系统；%&’(模型中图分类号：.-"+/!文献标识码：0文章编号：!"""1$2")（)""+）"-1"!")1"+城市污水处理厂运行决策支持系统（3456789:;根据该厂曝气池的设计特点，系统将每组曝气<5=9>9:;?@44:689;A?B>85*，以下称3

3、行出现问题的时候，操作人员输0?EF。$、2、G廊道的!"仪表读数和剩余污泥排入所观察到的问题，系统一步步提示如何对问题进放量读数如表!所示。表!实际运行的部分工艺参数行分解。在进行了必要的实验分析和周边条件清晰之后，得到分析结果，最后给出处理问题的建议报时间溶解氧（*A!H）剩余污泥量$号表2号表G号表（8）告。模拟系统基于国际上最新的%&’(模型和二!G日"/G!/-!/-#D$沉池模型，通过与实时系统的数据连接，对污水处理)"日"/2)/+)/)GD!厂的运行状态进行模型分析，能够预测污水处理厂+按进水量为)"2$!+*!,、供气比为DI!计算，未来的运行状态，为该厂可

4、靠运行提供理论依据。+总气量为!"+)"2D*!,。采用渐减曝气法，前两其主要功能是通过从数据库取得有效数据，对污水个0?EF为缺氧状态，后三个为好氧状态，曝气流量生物处理过程进行数学模拟，计算出生物处理系统百分数为D"J、+"J、)"J。各个0?EF的溶解氧主要运行参数发生的变化，提供变化趋势，并对可能浓度用平均值（单位*A!H）表示，分别为"/!、"/"、发生的事故进行报警。"/#、)/"、)/"。剩余污泥量取平均值G""8，该值在!城市污水处理厂模型进行模拟时依据经验确定。回流污泥量与进水量的某城市污水处理厂处理能力为$"C!"$+*!,。比值一般为"/D到"/-D，该

5、厂现阶段开了两台污泥该厂安装了先进的自动控制系统，同时安装了城市回流泵，每台流量为DC!"$*+!,左右，本次模拟定污水处理厂运行决策支持系统。为!"C!"$+*!,。水从!、+、D廊道进入，各廊道无该污水处理厂主要工艺采用缺氧—好氧活性污内循环，以推流方式工作，污水全部从最后一个廊道泥法，对部分城市污水进行二级处理，对生物处理产排出，回流污泥全部从第一廊道进入系统。曝气池生的剩余污泥进行消化处理。模型如图!。·!")·*,,’567#")中国给水排水表"减少剩余污泥排放量后模拟出水结果名称数值’·-）］2"#(!"#$［%1./!（$’·-］!)#!!%#$+［%1./!$

6、’·-）］+!#3!&&［%!（$’·-）］2!#)!’［%4!（$氨氮［%4!（$’·-）］2#,图!污水处理厂工艺模型结构图从表中可以看出，氨氮得到显著降低，此时模拟按照上面所给数据可调整模型工艺参数。模型系统给出的污泥龄为""#*-，足以使硝化菌成熟。参数的确定是系统调试的主要部分，有些模型参数#增加初始状态时的自养菌量。在不改变污由于变化很小，可以使用文献推荐值，而有些模型参’泥排放量的情况下（即污泥排放量仍为’+,,$!数则需要在实测数据的基础上确定，工艺参数是与-），增加初始状态时自养菌量对照氨氮的去除效果实际情况关系最为密切的，必须与实际一致，而废水如表’所示。

7、参数的变化范围较小，可以利用类似污水处理厂的表#反应器自养菌量和出水氨氮值$%!&相应参数。通过调整，模拟系统能够较好地模拟该项目1"1*1’1!1+出水氨氮污水处理厂的实际运行情况。初始情况"*"#’"*)"!*"+!#!"+,!’改变后情况!’*’,2#)’,)*!’*!(#(","解决氨氮去除率低的问题可以看出，增加了初始状态的自养菌量后，氨氮该污水处理厂自启动运行两个多月以来，氨氮的去除效果有了明显改善。的去除率非常低，根据实地考察所得数据：氨氮进水通过以上故障专家系统的诊断和模拟系统的验平均浓