一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法，其包括如下步骤：a对炼油污水生化处理单元进行调研，确定其工艺流程；b获取各生化段各构筑物尺寸和工艺运行参数；c从水厂的化验系统获取历史进水水质数据；d补充测量该工艺一段时间内的进水与出水水质参数，通过组分计算确定含油污水特征化组分参数；e利用数学软件进行建模，输入构筑物尺寸和工艺运行参数、含油污水特征化组分参数、历史进水水质和水量进行静态和动态模拟；f调整动力学参数和化学计量数对模型进行校正；g进行多种运行状况分析并选取最优运行方案。本发明专利技术通过校正后的模型分析不同情形下的出水和能耗，提出最优的运行方案，提高单元处理效率并降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法
本专利技术涉及一种含油污水处理技术，尤其涉及一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法。
技术介绍
石化企业原油炼制各装置所产生废水的成分复杂，处理难度较大。与此同时，石化行业污染物排放标准大幅提高，新颁布实施的《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)中对COD的排放限值提高至60mg/L，氨氮提高至8.0mg/L，并新增加了总氮的排放限值为40mg/L。并且在需要采取特别保护措施的地区，COD、氨氮和总氮的排放限值严格控制为50mg/L、5mg/L和30mg/L。如何应对新标准是炼化企业亟需解决的问题。目前，炼化企业为了达标的常规做法是加大投资，即在原有的老三套基础上一味增长处理流程，但忽视了从已有的处理设施中挖掘潜力。生化段作为炼油污水处理的核心工段，目前普遍存在运行效率低、能耗高的问题。如果能够提高生化段的运行效率同时降低能耗将大大减轻后续工段的处理压力并减少运行费用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法，以便对现有的炼油污水生化段进行模拟优化，分析不同情形下的出水和能耗，给污水厂提供了较优的运行参数，在不增加处理设施的情况下提高达标率和降低能耗。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法，包括如下步骤：a对炼油污水生化处理单元进行调研，确定其工艺流程；b获取各生化段各构筑物尺寸和工艺运行参数；c从水厂的化验系统获取历史进水水质数据；d补充测量该工艺一段时间内的进水与出水水质特征参数，通过组分计算确定含油污水特征化组分参数；e利用数学软件进行建模，输入构筑物尺寸和工艺运行参数、含油污水特征化组分参数、历史进水水质和水量，进行静态模拟和动态模拟；f调整动力学参数和化学计量数对模型进行校正；g进行多种运行状况分析并选取最优运行方案。优选地，所述步骤a中工艺流程需是气浮后的生化处理单元，到沉淀池为止结束。优选地，气浮后出水含油量需小于30mg/L，总溶解固体TDS需小于1000mg/L。优选地，所述步骤b中工艺运行参数包括水温、流量、溶解氧、污泥回流比和排泥量。优选地，所述步骤c中进水水质数据包括化学需氧量COD、总悬浮物TSS、挥发性悬浮物VSS、总凯氏氮TKN、碱度ALK、硝酸盐氮NO3-N、pH和总磷TP。优选地，所述步骤d中工艺运行参数包括进水COD、进水溶解性COD、出水溶解性COD、进水BOD5、进水挥发性脂肪酸VFA、进水NH3-N、进水VSS/TSS、进水TKN、进水TP、进水磷酸盐PO4-P、进水pH和进水ALK。优选地，所述步骤e中数学软件包括BioWin、WEST、STOAT或GPS-X。优选地，所述步骤f中，利用敏感性参数分析的方法调整动力学参数和化学计量数。优选地，所述步骤g中运行状况分析包括不同污泥回流比、不同硝化液回流比、不同排泥量或不同溶解氧情形下的分析。优选地，所述步骤g中最优运行方案的选取步骤如下：运行分析过程采用正交模拟实验的方法进行，将污泥回流比、硝化液回流比、排泥量和溶解氧工艺参数作为因素，同时设定各因素水平个数，进行正交，考察对出水水质的影响；依据正交模拟实验的结果，选取出水水质最好时对应的泥回流比、硝化液回流比、排泥量和溶解氧。本专利技术具有如下优点：本专利技术述及的优化方法，通过校正后的模型分析不同情形下的出水和能耗，提出最优的运行方案，提高单元处理效率并降低能耗。在较优的运行参数下，本专利技术方法甚至可以保证总排口达标排放，避免增长处理流程所带来的投资费用。附图说明图1为本专利技术中一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法的流程图；图2为本专利技术具体实例中两级A/O工艺概化的模型示意图；图3为本专利技术具体实例中两级A/O工艺出水模拟值与实测值对比图；图4为本专利技术具体实例中工艺出水模拟值与实测值对比图。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明：结合图1所示，一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法，包括如下步骤：a对炼油污水生化处理单元进行调研，确定其工艺流程。上述工艺流程需是气浮后的生化处理单元，到沉淀池为止结束。其中，气浮后出水含油量需小于30mg/L，总溶解固体TDS需小于1000mg/L。b获取各生化段各构筑物尺寸和工艺运行参数。获取各生化段各构筑物尺寸和工艺运行参数的手段有：(1)查阅该生化段的设计说明书；(2)若工艺参数曾做过调整，可查阅水厂的生产记录获取最新的工艺运行参数。需要获取的工艺运行参数包括水温、流量、溶解氧、污泥回流比和排泥量。c从水厂的化验系统中获取历史进水水质数据。上述历史进水水质数据包括化学需氧量COD、总悬浮物TSS、挥发性悬浮物VSS、总凯氏氮TKN、碱度ALK、硝酸盐氮NO3-N、pH和总磷TP。d补充测量该工艺一段时间内的进水与出水水质特征参数，通过组分计算确定含油污水特征化组分参数。其中，进水与出水水质特征参数包括进水COD、进水溶解性COD、出水溶解性COD、进水BOD5、进水挥发性脂肪酸VFA、进水NH3-N、进水VSS/TSS、进水TKN、进水TP、进水磷酸盐PO4-P、进水pH和进水ALK。组分计算是指利用数学软件中自带的“组分计算模块”进行计算，即输入进水与出水水质特征参数，由该模块计算出特征化组分参数。e利用数学软件进行建模，输入构筑物尺寸和工艺运行参数、含油污水特征化组分参数、历史进水水质和水量，进行静态模拟和动态模拟。静态模拟和动态模拟的具体过程如下：以历史进水水质和水量的平均值作为静态模拟的入流参数，由数学软件进行静态模拟计算；静态模拟完成后，以历史进水水质和水量作为动态模拟的入流参数，由数学软件进行动态模拟计算。其中，上述数学软件包括BioWin、WEST、STOAT或GPS-X等。f调整动力学参数和化学计量数对模型进行校正。其中，动力学参数和化学计量数均是是数学软件中用于描述生化反应的参数。本专利技术利用敏感性参数分析的方法调整动力学参数和化学计量数，敏感性参数分析采用美国环保署EPA推荐的敏感性参数分析方法。g进行多种运行状况分析并选取最优运行方案。其中，上述运行状况分析包括不同污泥回流比、不同硝化液回流比、不同排泥量或不同溶解氧等情形下的分析。选取最优运行方案的步骤为：运行分析过程采用正交模拟实验的方法进行，将污泥回流比、硝化液回流比、排泥量和溶解氧等工艺参数作为因素，同时设定各因素水平个数，进行正交，考察对出水水质(主要为出水COD、出水NH3-N和出水TN)的影响。依据正交模拟实验的结果，选取出水水质最好时对应的泥回流比、硝化液回流比、排泥量和溶解氧。本专利技术中的优化方法充分利用数学模型的优点，通过模拟软件对现有的炼油污水生化段进行模拟优化，分析不同情形下的出水和能耗，给污水厂提供了较优的运行参数，无需增加处理设施的情况下提高达标率，降低能耗。下面以我国某炼化厂生化段工艺的优化过程为例具体阐述本专利技术：步骤一：对炼油污水生化处理单元进行调研，该厂生化段采用两级厌氧/好氧(A/O)工艺。步骤二：获取各生化段各构筑物尺寸和工艺运行参数。步骤三：从水厂的化验系统中获取历史进水水质数据。其中，平均值流量为48本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：a对炼油污水生化处理单元进行调研，确定其工艺流程；b获取各生化段各构筑物尺寸和工艺运行参数；c从水厂的化验系统中获取历史进水水质数据；d补充测量该工艺一段时间内的进水与出水水质特征参数，通过组分计算确定含油污水特征化组分参数；e利用数学软件进行建模，输入构筑物尺寸和工艺运行参数、含油污水特征化组分参数、历史进水水质和水量，进行静态模拟和动态模拟；f调整动力学参数和化学计量数对模型进行校正；g进行多种运行状况分析并选取最优运行方案。

【技术特征摘要】
1.一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：a对炼油污水生化处理单元进行调研，确定其工艺流程；b获取各生化段各构筑物尺寸和工艺运行参数；c从水厂的化验系统中获取历史进水水质数据；d补充测量该工艺一段时间内的进水与出水水质特征参数，通过组分计算确定含油污水特征化组分参数；e利用数学软件进行建模，输入构筑物尺寸和工艺运行参数、含油污水特征化组分参数、历史进水水质和水量，进行静态模拟和动态模拟；f调整动力学参数和化学计量数对模型进行校正；g进行多种运行状况分析并选取最优运行方案。2.根据权利要求1所述的一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法，其特征在于，所述步骤a中工艺流程需是气浮后的生化处理单元，到沉淀池为止结束。3.根据权利要求2所述的一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法，其特征在于，气浮后出水含油量需小于30mg/L，总溶解固体TDS需小于1000mg/L。4.根据权利要求1所述的一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法，其特征在于，所述步骤b中工艺运行参数包括水温、流量、溶解氧、污泥回流比和排泥量。5.根据权利要求1所述的一种基于软件模拟的炼油污水生化处理单元的优化方法，其特征在于，所述步骤c中进水水质数据包括化学需氧量COD、总悬浮物TSS、挥发性悬浮物VSS、总凯氏氮TKN、碱度ALK、硝酸盐氮NO3-N...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋项宁，郭亚逢，牟桂芹，唐晓丽，隋立华，张志远，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37