[发明专利]一种乙醇类物质作为外加碳源的污水处理优化模拟方法

说明书

本发明公开了一种乙醇类物质作为外加碳源的污水处理优化模拟方法，属于废水生物处理技术领域，包括：S1、将增加的动力学表达式写入含有ASM2d模型的仿真软件中，结合ASM2d模型构建ASM2g模型；S2、利用ASM2g模型库中的各工艺组件单元构建污水处理工艺；S3、将进水水质浓度转换为ASM2g模型的组分浓度，并对污水处理工艺进行初步稳态模拟；S4、根据初步稳态模拟的结果以及灵敏度分析，校准所述ASM2g模型的动力学参数和化学计量学参数，实现稳态模拟；S5、将稳态模拟结果作为动态模拟的初始输入值，对动态进水水质进行动态模拟分析。该方法适用于在污水处理系统存在乙醇类物质的污水处理系统脱氮除磷效果的模拟和优化运行。

技术领域

本发明涉及废水生物处理技术领域，特别涉及一种乙醇类物质作为外加碳源的污水处理优化模拟方法。

背景技术

随着工农业的发展，为了对环境加以保护，污水处理被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域。目前，在污水处理过程中一般使用的是国际水协会(IWA)推出的活性污泥ASM2d模型，该模型与其他模型相比，在模拟硝酸盐和磷磷盐动力学方面更加准确，自面世以来被广泛应用于具有脱氮除磷功能的污水处理系统。以ASM2d模型为基础，借助计算机技术，可以实现污水处理系统的优化运行。

但是，ASM2d模型较为复杂，在运行过程中计算量较大。为了降低模型的复杂性，对ASM2d模型引入了一些简化方法，这些简化方法直接导致ASM2d模型在运行过程产生了一些缺陷，比如：模拟系统在某些特定条件下运行时，ASM2d模型不适应。

另外，ASM2d模型还存在一个重要的缺陷在于：ASM2d模型不适用于投加乙醇作为外加碳源的污水处理系统。这是由于ASM2d模型将易生物降解有机物(S_S)分成两类：可发酵的易生物降解有机物(S_F)和发酵产物(S_A)。在厌氧条件下，普通异养菌使易降解基质S_F转化为发酵产物S_A，这两种物质均可被聚磷菌利用。事实上，还存在另外一些易生物降解有机物，比如乙醇，却不能被聚磷菌在厌氧条件下利用，但是可以在缺氧和好氧条件下被聚磷菌和普通异养菌利用。ASM2d模型没有包含乙醇等这类易生物降解有机物被聚磷菌和普通异养菌利用的过程。在实际的污水处理过程中，与甲醇相比，乙醇无毒、响应快、污泥驯化时间短，常被用作污水处理系统的应急碳源以及系统启动阶段的外加碳源。

因此，ASM2d模型在投加乙醇的实际污水处理过程中的适用性不强，不符合污水处理行业的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乙醇类物质作为外加碳源的污水处理优化模拟方法，以适应于投加乙醇的污水处理系统脱氮除磷效果的模拟和优化运行。

为实现以上目的，本发明采用一种乙醇类物质作为外加碳源的污水处理优化模拟方法，包括如下步骤：

S1、将增加的动力学表达式写入含有ASM2d模型的仿真软件中，结合ASM2d模型构建新的模型ASM2g，其中，增加的反应过程包括普通异养菌基于乙醇S_A1作为外加碳源的缺氧和好氧生长过程，聚磷酸盐X_PP基于乙醇S_A1作为外加碳源的缺氧和好氧贮存过程，以及聚磷菌X_PAO基于乙醇S_A1作为外加碳源的缺氧和好氧生长过程；

S2、利用ASM2g模型库中的各工艺组件单元构建污水处理工艺；

S3、将进水水质浓度作为ASM2g模型组分浓度的输入，并对污水处理工艺进行初步稳态模拟；

S4、根据初步稳态模拟的结果以及灵敏度分析，校准所述ASM2g模型的动力学参数和化学计量学参数，实现稳态模拟；

S5、将稳态模拟结果作为动态模拟的初始输入值，对动态进水水质进行动态模拟分析。