一种基于二段处理的高浓度污水COD消解系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及基于二段处理的高浓度污水COD消解模型，包括A段处理模型和B段处理模型；总系统输入为被处理污水主流量和侧流量，输入变量为Qin,A，输入A段处理模型；A段处理模型包括A段反应池和A段沉降器；A段反应池利用异养生物完成高浓度COD的部分消解以及利用活性污泥完成高浓度COD的吸附，输出变量为流量QA和模型状态量XA，并输入A段沉降器；A段沉降器完成污水固体颗粒状COD的部分消解，输出变量分为XrW和Xout两部分：XrW为沉降得到的固体COD状态量。本发明专利技术的有益效果是:本发明专利技术能够准确模拟高负荷好氧型COD消解反应池的工作过程，过程包括反馈型A段处理和常规型B段处理(二段处理)。

High concentration sewage COD digestion model and method based on two section processing

The invention relates to a high concentration of two COD sewage digestion model based on processing, including A model and B process model; total input system for sewage volume and side flow is the mainstream, the input variables for Qin, A, A input processing model; processing model of A segment including A segment and A segment reaction tank the settlement is part of A; digestion reaction tank by heterotrophic organisms with high concentrations of COD and completed by activated sludge adsorption of high concentration of COD, QA and output variables for the flow model is XA, and enter the A section of the settlement; A settlement completed sewage digestion solid granular COD, the output variables are divided into two XrW and Xout: XrW solid state COD settlement of the. The invention has the advantages that the invention can accurately simulate the working process of a high load aerobic COD digestion reaction pool, and the process comprises a feedback type A section processing and a conventional B segment processing (two section processing).

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污水COD处理方法，更具体地说，它涉及基于二段处理方法的高浓度COD消解模型及方法。
技术介绍
在污水处理中，化学需氧量COD(ChemicalOxygenDemand)是表示水中有机物总量的一个综合性指标，也是水体是否受生活污水和工业废水污染的判断依据。传统的高浓度好氧型COD去除反应池是基于A段处理(一段处理)方法，该方法主要包括两个过程：首先利用厌氧生物菌种初步去除COD，接着利用活性污泥吸附法深度去除COD。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供了一种能够准确模拟高负荷好氧型COD消解反应池的工作过程，达到集总估计反应池效率和沉降器效率目的的基于二段处理的高浓度污水COD消解模型及方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:基于二段处理的高浓度污水COD消解模型，包括A段处理模型和B段处理模型；总系统输入为被处理污水主流量和侧流量，输入变量为Qin,A，输入A段处理模型；A段处理模型包括A段反应池和A段沉降器；A段反应池利用异养生物完成高浓度COD的部分消解以及利用活性污泥完成高浓度COD的吸附，输出变量为流量QA和模型状态量XA，并输入A段沉降器；A段沉降器完成污水固体颗粒状COD的部分消解，输出变量分为XrW和Xout两部分：XrW为沉降得到的固体COD状态量，将其分为Qr和QW两部分流量，Qr循环输入A段反应池，QW进行回收；Xout为A段沉降器输出固体COD浓度状态量，作为B段处理的输入状态量，其流量值为Qin,A-QW；B段处理模型包括B段反应池和B段沉降器；B段反应池利用异养生物完成低浓度COD的消解以及利用活性污泥完成低浓度COD的吸附，并将处理后污水输入B段沉降器；B段沉降器完成污水固体颗粒状COD剩余部分的消解,输出变量为总循环状态量Xrecirc和流量Qrecirc，并循环输入A段处理系统作为总输入。这种基于二段处理的高浓度污水COD消解模型的方法，包括如下步骤：步骤1：污泥滞留时间(SRT)的计算公式为：其中，XA为生物量浓度，满足公式XA＝XHET+XS+Xi，XS为XS有机物浓度，Xi为XI有机物浓度，XHET为SS和SI有机物浓度之和，VA为反应池体积，Xout和Xrw分别为B段处理输出和输出沉降池的固体颗粒状COD浓度，QA和Qr分别为输入反应池和输出反应池的污水流量；WWTP变量XA包括多个分量：可生物降解有机物SS，可溶性惰性非生物降解有机物SI，缓慢生物可降解有机物XS，以及颗粒惰性非生物降解有机物XI；步骤2：固体颗粒状COD浓度计算公式为：二段处理总输出计算公式为：其中，系数fsettler定义为沉降池中缓慢生物可降解有机物(XS)的去除量，该系数与污泥吸附率和沉降率有关。步骤3：参数fsettler计算公式为：步骤4：利用式(1)和式(2)，根据参数SRT，fsettler和VA，QW计算公式为：步骤5：全部消解后固体COD浓度计算公式为：本专利技术的有益效果是:本专利技术能够准确模拟高负荷好氧型COD消解反应池的工作过程，过程包括反馈型A段处理和常规型B段处理(二段处理)。利用全规模污水处理厂一年的测量数据进行模型验证，计算COD吸收效率，并验证数学模型应用于静态环境和动态环境的可行性和有效性。本专利技术能够同时测量污泥滞留时间(SRT)和污水沉降效率(fsetller)，达到集总估计反应池效率和沉降器效率的目的。附图说明图1是本专利技术基于二段处理方法的COD消解过程；图2是本专利技术A段反应数学模型；图3是基于二段处理的COD消解比例计算结果与测量结果比较图；具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本专利技术。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以对本专利技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本专利技术权利要求的保护范围内。一、模型说明及处理过程说明：(1)本专利技术设计的二段处理装置包括A段处理和B段处理，如图1所示由几个并行的曝气污泥处理池组成。沉降器输出的污泥分为两部分，大部分循环到二段处理系统进行循环处理，少部分到厌氧消化池产生沼气。本专利技术设计的A段处理装置中，主要还包含循环污水进水量。(2)该模型基于活性污泥1号模型(ASM1)，并引入亚硝酸盐的浓度作为附加的状态变量；(3)不同状态变量表示不同的有机化合物浓度，变量包括：可生物降解有机物(SS)，可溶性惰性非生物降解有机物(SI)，缓慢生物可降解有机物(XS)，以及颗粒惰性非生物降解有机物(XI)；为了突出研究重点，该模型不考虑广泛性的生物可降解有机物和不同的存储聚合物，并用异养细菌作为主要的细菌种群。二、COD深度处理装置的参数设置(表1)：(1)可生物降解有机物(SS)作为异养生长基底，包括部分可溶性惰性非生物降解有机物(SI)(2)缓慢生物可降解有机物(XS)有可溶性状态和颗粒状态，本专利技术设置比例为40％可溶性状态和60％颗粒状态；(3)A段处理过程中，大部分缓慢生物可降解有机物(XS)和颗粒惰性非生物降解有机物(XI)能够被吸收，且缓慢生物可降解有机物(XS)水解于可生物降解有机物(SS)；(4)剔除变量：胶状COD参数和颗粒状COD参数不作为独立的状态变量，不考虑硝化作用(COD/N的比例系数很大)，不考虑化学除磷过程；(5)假设：A段处理过程吸收相同比例的缓慢生物可降解有机物(XS)，随后从沉降器中分离(颗粒状COD参数的化学构成不重要)，沉降池不包含生物活性和缓冲容量(沉降池中的污泥比例较少)。三、二段处理过程框图和过程说明二段处理过程包括A段处理(A-stage)和B段处理，图1为二段处理方法的过程框图，具体说明如下：步骤一：A段处理过程说明1、总系统输入为被处理污水主流量和侧流量，输入变量为Qin,A，输入A段处理模型；2、A段反应池功能：高浓度COD的部分消解(利用异养生物)和高浓度COD的吸附(利用活性污泥)，输出变量为流量QA和模型状态量XA，并输入A段沉降器；3、A段沉降器功能：完成污水固体颗粒状COD的部分消解。输出变量分为两部分：XrW为沉降得到的固体COD状态量，将其分为Qr和QW两部分流量，Qr循环输入A段反应池，QW进行回收；Xout为A段沉降器输出固体COD浓度状态量，作为B段处理的输入状态量，其流量值为Qin,A-QW；4、A段处理数学模型说明和计算步骤说明(1)模型参数说明：该模型对应图1中的虚线框内部分，输入参数包括：反应池体积VA，污水总流量Qin,A和温度系数T；污水处理厂全数据(wastewatertreatmentplant，WWTP)变量XA；B段处理输出循环变量Xrecirc。(2)数学模型说明：A段处理模型中的反应池模型，利用现有的活性污泥1号模型(ASM1)，沉降池输出的固体颗粒COD部分循环输入量Qr，利用参数fsettler进行计算。(3)数学模型及参数计算步骤：步骤1：污泥滞留时间(SRT)的计算公式为：其中，XA为生物量浓度，满足公式XA＝XHET+XS+Xi，XS为XS有机物浓度，Xi为XI有机物浓度，XHET为SS和SI有机物浓度之和，VA为反应池体积，Xout和Xrw分别为输入B段反应池和输出B段沉降器的固体颗粒状COD浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于二段处理的高浓度污水COD消解模型，其特征在于：包括A段处理模型和B段处理模型；总系统输入为被处理污水主流量和侧流量，输入变量为Qin,A，输入A段处理模型；A段处理模型包括A段反应池和A段沉降器；A段反应池利用异养生物完成高浓度COD的部分消解以及利用活性污泥完成高浓度COD的吸附，输出变量为流量QA和模型状态量XA，并输入A段沉降器；A段沉降器完成污水固体颗粒状COD的部分消解，输出变量分为XrW和Xout两部分：XrW为沉降得到的固体COD状态量，将其分为Qr和QW两部分流量，Qr循环输入A段反应池，QW进行回收；Xout为A段沉降器输出固体COD浓度状态量，作为B段处理的输入状态量，其流量值为Qin,A‑QW；B段处理模型包括B段反应池和B段沉降器；B段反应池利用异养生物完成低浓度COD的消解以及利用活性污泥完成低浓度COD的吸附，并将处理后污水输入B段沉降器；B段沉降器完成污水固体颗粒状COD剩余部分的消解,输出变量为总循环状态量Xrecirc和流量Qrecirc，并循环输入A段处理系统作为总输入。

【技术特征摘要】
1.一种基于二段处理的高浓度污水COD消解模型，其特征在于：包括A段处理模型和B段处理模型；总系统输入为被处理污水主流量和侧流量，输入变量为Qin,A，输入A段处理模型；A段处理模型包括A段反应池和A段沉降器；A段反应池利用异养生物完成高浓度COD的部分消解以及利用活性污泥完成高浓度COD的吸附，输出变量为流量QA和模型状态量XA，并输入A段沉降器；A段沉降器完成污水固体颗粒状COD的部分消解，输出变量分为XrW和Xout两部分：XrW为沉降得到的固体COD状态量，将其分为Qr和QW两部分流量，Qr循环输入A段反应池，QW进行回收；Xout为A段沉降器输出固体COD浓度状态量，作为B段处理的输入状态量，其流量值为Qin,A-QW；B段处理模型包括B段反应池和B段沉降器；B段反应池利用异养生物完成低浓度COD的消解以及利用活性污泥完成低浓度COD的吸附，并将处理后污水输入B段沉降器；B段沉降器完成污水固体颗粒状COD剩余部分的消解,输出变量为总循环状态量Xrecirc和流量Qrecirc，并循环输入A段处理系统作为总输入。2.一种如权利要求1所述的基于二段处理的高浓度污水COD消解模型的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：污泥滞留时间(SRT)的计算公式为：SRT=XA×VAQW×Xrw+(QA-QW-Qr)×Xout]]>其中，XA为生物量浓度，满足公式XA＝XHET+X...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪秋婷，王德前，
申请(专利权)人：浙江大学城市学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33