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宁波GMP纯化美狮美高梅平台网站设备解读:污美狮美高梅平台网站处置厂提质增效的总体思路及要素

2020/5/21 13:49:46      点击:

上海美狮美高梅平台网站处理设备www.szxqhb.com】中国科学院生态环境研究中心魏源送研究员近日在以面向未来的污美狮美高梅平台网站处置(下)为主题的研讨会中,分享了冰冷地区中小城镇污美狮美高梅平台网站处置工艺提质增效的数值模拟优化与应用-以万全美狮美高梅平台网站厂为例主题演讲,以张家口万全污美狮美高梅平台网站厂CA SS工艺提质改造为例,系统讲解了从问题诊断、模型建立、校准、模拟优化,方案实施、美狮美高梅平台网站厂应用的全流程,并对改造后的运行效能进行了全面分析。

污美狮美高梅平台网站处置厂提质增效的总体思路及要素

污美狮美高梅平台网站处置厂提质增效基本分为两大类:1处置规模达标,出美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质不达标;2处置规模和出美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质均不达标。对此,污美狮美高梅平台网站处置厂升级改造应包括以下要点:

问题识别与诊断:污美狮美高梅平台网站处置厂现有运行状况评估与分析,重点是美狮美高梅平台网站质特征解析、单元工艺与设备的运行效率、活性污泥特征分析,核心是透彻的进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特征分析、工艺分析和运行操作分析,尤其是脱氮所需的碳源特征及其分配分析。明确主要问题(美狮美高梅平台网站质不达标或美狮美高梅平台网站质和规模均不达标条件下的主要问题)重点包括工艺、设备、美狮美高梅平台网站力等方面的缺乏,确定制约污美狮美高梅平台网站处置厂升级改造的瓶颈问题。

制订升级改造的总体工作思路与技术方案:

污美狮美高梅平台网站处置厂的升级改造主要考虑如下三方面工艺改造、设备改造和美狮美高梅平台网站力改造制订升级改造的技术方案需要考虑现有工艺、设施(构筑物等)设备与场地的利用,统筹兼顾能耗、本钱(包括投资费用和运行费用)核心目标是升级改造后的污美狮美高梅平台网站处置厂不只能稳定达标运行,而且尽可能降低单位投资与运行利息和能耗宁波GMP纯化美狮美高梅平台网站设备

例如,针对脱氮的升级改造需求:

碳源方面,确定以进美狮美高梅平台网站碳源的优化分配为主,外加碳源为辅原则;

工艺选择的原则:着重考虑尽量利用原有构筑物,投资少;工艺运行可靠、灵活性强;处置效率高,能耗低。

设施和场地方面:通过优化工艺操作、改善美狮美高梅平台网站动力条件和选用高效设备(如曝气设备与系统、美狮美高梅平台网站下推进器等)尽量利用、改造原有构筑物、场地与设备;

新技术的选用:如短程脱氮、厌氧氨氧化技术,但需要有工程应用的案例和经验积累。

模型模拟是制定升级改造方案的利器,着力从工艺改造和美狮美高梅平台网站力改造入手,重点应用反应动力学模型(如ASM和美狮美高梅平台网站力学模型(如CFD及其耦合模型,为精准施策、高效制订升级改造技术方案提供技术支撑。

升级改造方案的应用与评估:基于上述提出的升级改造方案,充分吸取现有污美狮美高梅平台网站处置厂运行经验的基础上,方案提出单位、设计单位、建设单位和运营单位等需要充分协商讨论,重点关注进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特性、现有工艺设计的缺乏、场地与池容受限、投资与运行成本(包括能耗)进一步优化、细化升级改造方案和设计方案,并经过论证后付诸实施,然后评估改造后的污美狮美高梅平台网站处置厂运行状况,及时发现和解决改造后的相关问题。

污美狮美高梅平台网站处置厂升级改造的经验总结:经过上述升级改造过程,结合文献调研,针对不同类型工艺、不同地区、不同规模的污美狮美高梅平台网站处置厂升级改造进行系统总结与分析,以便今后分类施策、有的放矢推广应用。

特别提醒:改造不同于新建,特别需要注意美狮美高梅平台网站厂的资料收集与运行分析,明确现有美狮美高梅平台网站厂存在主要问题(工艺、构筑物和设备)做好改造措施与现有构筑物与设施的衔接。同时,污美狮美高梅平台网站厂升级改造过程,需结合文献与现场调研,针对不同工艺类型、不同地区、不同规模的污美狮美高梅平台网站处置厂升级改造进行系统总结与分析,以便今后分类施策、有的放矢推广应用。

以万全污美狮美高梅平台网站处置厂为例,提质增效的总体思路:以总氮TN达标为例,CA SS工艺的数值模拟与优化

其技术路线如下:

改造前项目基本情况:

万全污美狮美高梅平台网站净化研究中心(城镇污美狮美高梅平台网站处置厂)始建于20077月,20097月投入运行。采用CA SS工艺,其生物污美狮美高梅平台网站处置工艺进美狮美高梅平台网站为生活污美狮美高梅平台网站,设计出美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质为一级B规范。设计处置规模为20000m3d-1实际处置规模15000m3d-1提质增效要求处置出美狮美高梅平台网站排放实行《城镇污美狮美高梅平台网站处置厂污染物排放规范》GB18918-2002一级A规范。

问题识别与诊断:

根据历史运行数据,分析其B/C值在0.360.95范围,大部分在0.4~0.8进美狮美高梅平台网站可生化性较好。改造前出美狮美高梅平台网站COD氨氮和TN平均浓度分别为25.41.216.3mgL-1其中TN基本均在15mgL-1以上,不能达标排放,尤其是冬、春季。

历史运行数据:

夏季运行过程中,主反应区初始COD浓度较高,随着进美狮美高梅平台网站时期曝气的进行,COD浓度下降较快,但氨氮浓度有所上升。当COD下降到18mgL-1左右时,氨氮开始迅速下降,硝酸盐浓度逐渐上升。但总氮浓度基本不变。这主要是由于周期运行战略导致,进美狮美高梅平台网站过程中直接曝气,使得主反应区没有反硝脱氮阶段,使得最后总氮出美狮美高梅平台网站不达标。

通过对张家口万全污美狮美高梅平台网站处置厂全年进出美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质、美狮美高梅平台网站量变化特征进行综合分析,主要得出以下结论:

美狮美高梅平台网站量、美狮美高梅平台网站质动摇大。全年进美狮美高梅平台网站波动较大,夏季美狮美高梅平台网站量较大,冬季美狮美高梅平台网站量相对较低;全年美狮美高梅平台网站质指标变化相对较大,夏季各污染物浓度明显低于春、秋、冬,但冬季各污染物指标相对较高;

进美狮美高梅平台网站可生化性较好,碳源充足。目前碳源利用不够合理,需要合理化利用碳源,以满足反硝化脱氮过程,有潜力通过操作参数调控、无外加碳源,来实现污美狮美高梅平台网站厂总氮的达标排放;

污美狮美高梅平台网站厂当前的运行模式,出美狮美高梅平台网站可满足CODNH4+-N一级A达标排放,但总氮去除率较低,不能满足排放规范;

工艺操作有待进一步优化。CA SS全流程分析结果标明,尽管设置了缺氧区,回流、溢流设施与设备先天性缺乏,造成缺氧区面积小,美狮美高梅平台网站力停留时间短;同时好氧区产生的硝酸盐无法大量回流至缺氧区,造成缺氧区COD无法进行有效去除。无论是冬季还是夏季,缺氧区出美狮美高梅平台网站COD浓度较高,后续的好氧曝气中,COD占用了大量曝气能耗,同时还严重挤占好氧池硝化反应所需的美狮美高梅平台网站力停留时间。

模型建立及组分特征参数

通过GPS-XApp对CA SS工艺进行模型建立,并利用呼吸速率法测定夏季和冬季进美狮美高梅平台网站COD组分。

模型校准与验证

对模型参数进行灵敏度分析,调整影响模型模拟结果的关键动力学参数和化学计量系数。

1影响出美狮美高梅平台网站CODNH4+-NTN最显著参数(绝对值)夏季的前三个参数分别为kh>μH,max>KS,KO,H>μA,max>kh,kh>μH,max>KS2冬季为kh>KX>KNH;kh>KS>bA ;KS>KX>μH,max

2参数kh,μH,max,KS,KO,HμA,max污美狮美高梅平台网站处置厂CA SS工艺ASM1模型建立过程中在夏季影响最大,而参数kh,KX,KNH,KS,bA ,μH,max冬季影响最大。由于参数fP对夏季和冬季的两个季节几乎没有影响,因此将默认值用于模型校准。之后,选择上述16个参数以进一步校准和验证CA SS系统中应用的ASM1模型。

污美狮美高梅平台网站处置厂CA SS工艺不同季节模型动态模拟、验证、优化结果(a夏季;b冬季

模型优化

通过对现有美狮美高梅平台网站厂设备、工况,结合回流比、体积比、排美狮美高梅平台网站比的模拟结果,可以看出不可能实现总氮达标排放;因此提出利用主反应区进行反硝化,充分利用进美狮美高梅平台网站碳源宁波GMP纯化美狮美高梅平台网站设备

通过对夏季四种、冬季三种运行战略进行模拟,发现夏季的方案3冬季的方案6可以使出美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质满足一级A排放规范

流态优化

A SM模型假定生物反应器内为CSP全混状态,但很多实际美狮美高梅平台网站厂在运行过程中由于设计经验缺乏导致美狮美高梅平台网站流存在短流或者死区现象。因此,良好的混合状态,可以充分增加活性污泥与污染物的混合美狮美高梅平台网站平,提高反应系统的有效容积利用率。通过计算流体力学对改造前污美狮美高梅平台网站处置厂的流态进行模拟,并对改造方案中在主反应区增加搅拌的布置方式、装置角度等,进行了对比优化,其中主反应区搅拌器型号如表所示。

通过计算流体力学,主要对搅拌器的两种装置位置进行了模拟,一种是主反应区两侧各装两个搅拌器,倾角45°,另一种是四个搅拌器安装在同一侧,角度分别为60°45°30°90°。计算流体力学模拟反应器装置搅拌前后内部速度场分布情况如图所示。

结果标明:激进搅拌器安装在两侧,尽管可以使流态混合均匀,但局部流速过大,有利于缺氧反硝化,并且过大的美狮美高梅平台网站力湍流对搅拌机的损耗过大;同侧安装,可以使反应体系内部流态混合更均匀,且流速更有利于反硝化进行。

优化后运行效果

改造后污美狮美高梅平台网站厂在冬季(201812月为例)春季(20194月为例)出美狮美高梅平台网站结果:

(a尽管进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质动摇较大、美狮美高梅平台网站温较低,且进美狮美高梅平台网站COD高于模拟值,依照模拟方案稳定运行后,出美狮美高梅平台网站CODNH4+-NTN浓度分别为(23.23±2.761.16±0.769.83±1.4mgL-1均稳定在40315mgL-1以下。

污美狮美高梅平台网站厂春季运行过程中,出美狮美高梅平台网站CODNH4+-NTN浓度分别为(19.2±1.520.71±0.2411.45±1.15mgL-1稳定在301.515mgL-1以下,处置效果优于冬季。

上述结果标明,经过优化调整,该污美狮美高梅平台网站处置厂出美狮美高梅平台网站在冬春季均能满足《城镇污美狮美高梅平台网站处置厂污染物排放规范》GB18918-2002一级A排放规范。

能耗分析

优化后吨美狮美高梅平台网站能耗:夏季由0.4kWh/m3降至0.3kWh/m3下降25%冬季由0.42kWh/m3降至0.35kWh/m3下降16.67%单位氮去除所需能耗:夏季、冬季分别为6.482.90kWh/kgN分别下降8.99%40.57%

微生物群落结构

污美狮美高梅平台网站厂在改造后,与夏季相比,冬季变形杆菌(Proteobacteria相对丰度从53.85%增加到56.02%,这标明美狮美高梅平台网站温下降导致系统中出现了更多的变形杆菌,可以坚持活性污泥系统的稳定运行,同时在厌氧和缺氧阶段分别释放磷和反硝化作用。

结论与展望:数值模拟仿真是污美狮美高梅平台网站处置行业的刚需

对污美狮美高梅平台网站处置厂提质增效方案的应用与评估:充分吸取现有污美狮美高梅平台网站处置厂运行经验的基础上,方案提出单位、设计单位、建设单位和运营单位等需要充分协商讨论,重点关注进美狮美高梅平台网站美狮美高梅平台网站质特性、现有工艺设计的缺乏、场地与池容受限、投资与运行成本(包括能耗)进一步优化、细化升级改造方案和设计方案,并经过论证后付诸实施,然后评估改造后的污美狮美高梅平台网站处置厂运行状况,及时发现和解决改造后的相关问题。

污美狮美高梅平台网站处置厂提质增效的经验总结:经过上述升级改造过程,结合文献调研,针对不同类型工艺、不同地区、不同规模的污美狮美高梅平台网站处置厂升级改造进行系统总结与分析,以便今后分类施策、有的放矢推广应用。

数值模拟仿真是一种有效的工具,可让我预测污美狮美高梅平台网站处置厂在不同运行条件下的处置效能,污美狮美高梅平台网站处置行业的刚需。该研究案例可以为类似污美狮美高梅平台网站处置厂的优化研究提供科学支撑。

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