[发明专利]一种卡努赛尔氧化沟工艺优化调控方法

说明书

技术领域

本发明属于废水生物处理技术领域，涉及一种卡努赛尔氧化沟工艺优化调控方法。

背景技术

随着人口的增加、经济的发展以及工业化步伐的加快，我国污水的排放量与日俱增，截至2010年我国生活污水排放总量达379.6亿m³。针对污水排放量逐年递增的态势，我国加大了城市污水处理厂建设的力度，截至2010年9月底，全国设市城市、县及部分重点建制镇已经累计建成城镇污水处理厂2630座，总处理能力达1.22亿m³/d。然而，污水处理为能源密集型行业，据统计，我国城镇污水处理厂平均能耗达0.29kw·h/m³，而美国等发达国家将污水消毒、污泥消化与焚烧等我国污水处理厂目前尚未普及的耗能环节考虑后平均能耗仅为0.2kw·h/m³。因此，能耗大、运行效率低已成为约束已建成污水厂正常运行的瓶颈问题。

在各类污水处理工艺中，氧化沟工艺因具有操作单元少、耐冲击负荷能力强、处理效果好以及污泥产率低的特点，成为我国城市污水处理的主导工艺，其数量占全国城镇污水处理厂总量的32.2%。然而，由于氧化沟低负荷和长污泥龄的特点，使得氧化沟工艺的能耗较高；与此同时，随着我国对水环境质量要求的提高，对污水处理厂出水氮磷浓度也提出了更高的要求，保证处理出水的一级A排放是多数污水处理厂面临的共同难题。因此，在当前倡导节能减排和生态文明建设的大背景下，寻找能耗低、运行效率高的优化控制策略成为人们关注的焦点。

然而，氧化沟系统内部是一个较为复杂的系统，氧化沟的优化的虽然可以通过足够的试验来解决，但是试验的方式有很大的局限性：第一、生物试验周期比较长，从开始试验到得出解决方案需要半年甚至多年的时间；第二、每次试验需要进行多方案的比较，可是因为时间限制，能够实施的试验方案非常有限，得不到最佳解决方案；第三、试验不仅周期长，而且耗费多，尤其生产性试验更是花费不菲。

针对上述情况，本发明以卡努赛尔氧化沟工艺为研究对象，提供一种基于计算流体力学的卡努赛尔氧化沟工艺优化调控方法，在计算机上方便快速的计算大量的试验方案，估计处理效果，快速找出氧化沟运行费用最少、处理效率最高的方案，实现氧化沟的高效处理及节能优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卡努赛尔氧化沟工艺优化调控方法。

本发明的技术方案如下：

一、确定氧化沟运行需要优化的m个项目。

二、将每个拟优化的项目分别划分成n个等级，以代表n个试验水平。

三、采用正交表，构造p组氧化沟运行方式，即L_p(n^m)。

四、基于计算流体力学构建并验证氧化沟数值模拟模型。

五、采用步骤四中验证后的模型，分别对步骤三中构造的p组氧化沟运行方式下的出水水质进行预测。

六、依据模型计算的p组运行方式下的出水水质，设定约束条件，基于正交试验的思想优选出满足达标要求的氧化沟运行方式，再从满足达标排放要求的运行方式中优选出能耗最低的运行方式，确定该运行方式为优化运行方式。

七、调动氧化沟至该优化条件下运行。

其中步骤四中所述的基于计算流体力学构建的氧化沟数值模拟模型可参考相关文献（Makinia J,Wells S A.A general model of the activated sludge reactor with dispersive flow-I.Model development and parameter estimation[J].Water Research,2000,34(16):3987-3996；Makinia J,Wells S A.A general model of the activated sludge reactor with dispersive flow-II.Model verification and application[J].Water Research,2000,34(16):3997-4006）

本发明具有以下优点和有益效果：

（1）本发明采用基于计算流体力学的模型对氧化沟工艺进行优化，在优化过程中，仅需开展少量的实验获取数据对模型进行验证后即可开展优化工作，最后能通过模型找出氧化沟最优工作条件，并通过实地运行实验对该工作条件进行验证，从而节省了大量的人力及时间成本。