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基于gps-x评估A2O工艺对低B/C污水的承载能力与接收啤酒废水作为碳源的影响

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基于GPS-X评估A2O工艺对低B/C污水的承载能力与接收啤酒废水作为...

作者：何胜杰青岛理工大学

学位级别：硕士

进水碳源浓度和可生化性降低在近几年普遍困扰着我国城镇污水处理厂的运行。接收适量的食品废水能够在提高污水厂进水碳源浓度和改善可生化性的同时节约资源并降低由不必要的能源消耗引起的温室气体排放,但这与相关的工业废水排放标准... 详细信息

进水碳源浓度和可生化性降低在近几年普遍困扰着我国城镇污水处理厂的运行。接收适量的食品废水能够在提高污水厂进水碳源浓度和改善可生化性的同时节约资源并降低由不必要的能源消耗引起的温室气体排放,但这与相关的工业废水排放标准相违背。目前生态环境部仅允许啤酒生产企业与城镇污水厂以签订书面合同的方式约定啤酒废水污染物排放浓度,来缓解污水厂进水BOD浓度低等的问题。但由于缺乏理论参考和高效的评估手段来明确啤酒废水纳管给污水厂带来的潜在出水超标风险、具体效益以及啤酒废水纳管的最优浓度、水量等,该措施没有得到广泛的应用。考虑到AO工艺对污水碳源浓度与可生化性较为敏感且应用广泛,本研究基于gps-x污水处理工艺仿真模拟平台,参考广东省某污水厂实际AO工艺建立了AO工艺仿真模型,研究了AO工艺对于由溶解惰性物质升高引起的低BOD/COD(B/C)污水冲击的承载能力。根据实际啤酒生产企业的啤酒废水特性数据,模拟了AO工艺接收具有啤酒废水特性的污水作为外加碳源的场景,并分析了接收具有啤酒废水特性的污水在出水水质、经济效益、温室气体减排三方面对AO工艺产生的影响。本研究有结论如下:(1)尽可能地使用实际工艺工况的真实值和合理的进出水数据有助于构建接近实际的高质量模型并降低模型校正难度。在分析的189个参数中,有25个参数对观测指标敏感。单一采用稳态校正的方式校正模型参数是存在一定局限的,对在实际中频繁波动的参数进行动态校正可以显提升模拟曲线与实际值的拟合程度。(2)模拟的AO工艺在受到由溶解惰性物质含量升高引起的低B/C污水持续冲击或随机冲击时,出水的氨氮、BOD没有超标的风险,而出水TN、TP、COD会依次出现超标现象。合理降低好氧池溶解氧浓度并增加甲醇投加量可以降低AO工艺出水TN、TP的超标率。在一定的工艺运行条件下,出水TN、TP的最低超标率低于COD的超标率,因此将一定的出水COD超标率作为AO对低B/C污水冲击的承载极限是合理的。若以《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准设置出水限制,将5%的出水COD超标率作为AO对低B/C污水冲击的承载极限,当31天中污水的总COD中溶解惰性COD占比(frsi)和B/C分别稳定维持在0.133和0.332时,或有25天污水的frsi和B/C分别为0.136和0.330,或有20天污水的frsi和B/C分别为0.143和0.328时,或有15天污水的frsi和B/C分别为0.151和0.324时,或有10天污水的frsi和B/C分别为0.161和0.319,或有5天污水的frsi和B/C分别为0.189和0.308时,模拟的AO工艺对污水的处理能力到达极限。(3)接收一定量的啤酒废水可以有效提升进厂污水的BOD浓度和污水的可生化性。接收本研究中的1200 m/d啤酒废水即可满足模拟的AO工艺脱氮除磷的碳源需求且各出水指标浓度均符合一级A标准。随着啤酒废水流量增加2700m/d(即接收啤酒企业全部的啤酒废水),出水的COD、BOD、氨氮、TN分别出现了小幅度的上升,但各出水指标依旧没有超过一级A标准。以甲醇为碳源的AO工艺具有略高的TN去除率和更低的污泥产量。以1200 m/d和2700m/d的啤酒废水作为碳源可分别在模拟时间段内(31天)节约20.10万元(0.05元/m)和15.75万元(0.04元/m)的AO工艺污水处理成本并减少734.7 t COe(0.175kg COe/m)和566.0 t COe(0.135 kg COe/m)的温室气体排放。使用适量啤酒废水作为碳源不仅可以避免使用甲醇带来的化石源温室气体排放,还能降低AO工艺的CH和NO的排放量。本研究可为污水厂接收啤酒废水作为碳源提供新的评估手段和理论参考,促进这一措施的推广应用以加快对于更多种类的食品废水排放政策修订的进程。

关键词： gps-x A2O 仿真模拟模型校正啤酒废水

基于Biowin和gps-x的污水厂运行模拟及综合评价

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基于Biowin和GPS-X的污水厂运行模拟及综合评价

作者：周国强华中科技大学

学位级别：硕士

目前国内大多污水厂设计采用的进水水质、水量与实际相差很大,且水质和水量一直处于变化中,造成污水厂运行管理的不便。本文采用基于ASM模型的软件,通过建立模型模拟并优化,以期为污水厂的设计、运行管理提供科学依据。本课题选取我国... 详细信息

目前国内大多污水厂设计采用的进水水质、水量与实际相差很大,且水质和水量一直处于变化中,造成污水厂运行管理的不便。本文采用基于ASM模型的软件,通过建立模型模拟并优化,以期为污水厂的设计、运行管理提供科学依据。本课题选取我国南部和中部地区的典型工艺的污水处理厂:“厌氧池+氧化沟”工艺的广东省某污水厂和“A2/O”工艺的武汉市某污水厂为研究对象,采用Biowin和gps-x软件分别对污水厂的运行进行模拟研究,运用多层次模糊综合评价法对两个污水厂模拟软件的模拟结果进行综合评价。具体结论如下。(1)根据广东省某污水厂和武汉市某污水厂提供的运行数据,采用物理化学方法分别测量进水中COD、N、P详细组分,计算并确定Biowin和gps-x软件中各部分组分取值范围。采用灵敏度分析方法对两个软件中各参数进行分析,研究其分别对这两个工艺的影响情况,得到基质(NH4)的饱和参数对两软件两工艺的NH3-N影响都很大,进水中非降解溶解COD对两软件两工艺的COD影响都很大,除了使用gps-x模拟A2/O工艺的情况,其他3种情况中,普通异养菌产率系数-好氧参数均对TP有很大影响。(2)运用建立的Biowin和gps-x模型分别模拟分析两个污水厂运行过程中各COD、N和P的形态及浓度变化,分析污水厂处理效果。基于Biowin和gps-x模型模拟分析溶解氧、排泥量、温度和回流比对各污水处理效果的影响,得到各污水厂最适运行参数。Biowin模型模拟得出两个污水厂最适溶解氧浓度均为2mg/L;gps-x模型模拟得出:广东省某污水厂最适溶解氧浓度为2mg/L,而溶解氧浓度在1mg/L以上时对武汉市某污水厂的运行影响不大。Biowin和gps-x模型对广东省某污水厂和武汉市某污水厂最适排泥量、温度和回流比的模拟结果相同,分别为30000 m3/d和40000 m3/d、冬季温度降低对氨氮处理有影响、100%和50%。建议广东省污水厂将溶解氧浓度由目前的4mg/L调整为2mg/L,同时两个污水厂都科学控制排泥量,实现节能降耗,优化运行。(3)根据两个模型对两个污水厂的模拟结果,采用多层次模糊分析法,通过构建评价模型→确定各指标权重→单因素模糊评价→多层次模糊综合评价步骤进行评价。选取准确性、简便性、适用性和功能性四个指标,构建层次模型,对模拟结果进行评价。结果表明在准确性方面,Biowin体现良好的相关性,gps-x对温度的影响比较灵敏,两者在准确率方面各有优势;Biowin模拟氧化沟工艺更有优势,gps-x模拟A2/O工艺更佳;总体来看,Biowin软件操作更简便,gps-x软件功能更多。综合评价认为,污水厂运行模拟两者效果相当,各有优劣。

关键词： Biowin gps-x 进水组分运行模拟多层次模糊综合评价

基于gps-x的造纸废水处理过程动态仿真研究

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中华纸业 2021年第22期42卷 16-21页

作者：吴启悦李泓宣张凤山景宜刘鸿斌南京林业大学林业资源高效加工利用协同创新中心南京210037 山东华泰纸业股份有限公司山东东营257335

废水处理过程是一个多变量、复杂且庞大的系统,并且存在实地调研、优化改进的不方便性和巨额的成本损耗等问题。本文介绍了Hydromantis公司的废水处理模拟软件gps-x的基本信息及其建模的过程,并采用该软件中的Cnlib模型库构建国内某造... 详细信息

废水处理过程是一个多变量、复杂且庞大的系统,并且存在实地调研、优化改进的不方便性和巨额的成本损耗等问题。本文介绍了Hydromantis公司的废水处理模拟软件gps-x的基本信息及其建模的过程,并采用该软件中的Cnlib模型库构建国内某造纸厂工艺模型。通过模拟动态入水数据,实现对该模型进行动态情况下的质量监控,模拟结果出水参数中化学需氧量、生化需氧量及固体悬浮物浓度均达到该厂的排放标准。

关键词：造纸废水处理过程动态过程质量监控系统设计 gps-x

低B/C污水对A^(2)/O工艺的冲击仿真模拟

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环境工程 2022年第3期40卷 81-88页

作者：何胜杰周利朱佳高静思青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266011 深圳职业技术学院广东深圳518000

基于深圳市某污水厂A^(2)/O工艺与进出水在线监测数据,使用gps-x软件建立、校正A^(2)/O仿真模型并论证了模型的可靠性。提出持续冲击模拟和随机冲击模拟2种冲击模拟方案,模拟了2种因总COD溶解惰性组分占比(frsi)升高导致的低B/C污水冲击... 详细信息

基于深圳市某污水厂A^(2)/O工艺与进出水在线监测数据,使用gps-x软件建立、校正A^(2)/O仿真模型并论证了模型的可靠性。提出持续冲击模拟和随机冲击模拟2种冲击模拟方案,模拟了2种因总COD溶解惰性组分占比(frsi)升高导致的低B/C污水冲击A^(2)/O工艺的方式。模拟结果表明:A^(2)/O工艺受到低B/C污水冲击时,TN、TP、COD依次超标,投加碳源可降低TN、TP的超标率,降低好氧池溶解氧浓度可节省碳源投加量,TN、TP的最低超标率小于COD。若以模拟时间内5%的COD超标率为阈值,则A^(2)/O工艺最多可承受frsi=0.133、B/C=0.332污水31d持续冲击,或frsi=0.136、B/C=0.330污水的25 d,frsi=0.143、B/C=0.328污水的20 d,frsi=0.151、B/C=0.324污水的15 d,frsi=0.161、B/C=0.319污水的10 d,frsi=0.189,B/C=0.308污水的5 d随机冲击。

关键词：低B/C gps-x 仿真模拟模型校正残差分析

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基于数学模拟的污水处理厂设计:方法与案例

中国给水排水 2019年第10期35卷 21-26页

作者：魏忠庆胡志荣上官海东叶均磊邱勇同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 福州城建设计研究院有限公司福建福州350001 浙江工商大学环境科学与工程学院浙江杭州310018 加拿大GL环境科技有限公司加拿大清华大学环境学院北京100084

随着我国城镇污水处理厂出水水质标准的逐步提高,基于经验的传统(定性或半定量)设计方法已经难以满足稳定达标和高标准水质排放的要求。提出了基于数学模拟的污水处理工艺设计中的工艺评估和优化方法,并列举了两个应用案例(一个为新建... 详细信息

随着我国城镇污水处理厂出水水质标准的逐步提高,基于经验的传统(定性或半定量)设计方法已经难以满足稳定达标和高标准水质排放的要求。提出了基于数学模拟的污水处理工艺设计中的工艺评估和优化方法,并列举了两个应用案例(一个为新建污水处理厂,另一个为污水处理厂提标改造),包括工艺方案的比较选择、工艺方案评估优化等内容。案例模拟结果表明,数学模拟技术的应用有助于污水处理厂的设计或提标改造的定量化分析,可使污水处理工艺的优化更加合理、全面。

关键词：数学模拟 gps-x 污水处理厂

生活垃圾填埋场渗滤液无害化处理模拟研究及工程应用

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生活垃圾填埋场渗滤液无害化处理模拟研究及工程应用

作者：夏梦广西大学

学位级别：硕士

随着国内生活垃圾清运量逐年上升,卫生填埋作为处理生活垃圾的主要方式之一,其填埋处理过程中,会产生大量的垃圾渗滤液,如何对渗滤液进行有效、无害化的处理,达到相关排放要求,长期以来,都是本领域研究的重点之一。本文阐述了生活垃圾... 详细信息

随着国内生活垃圾清运量逐年上升,卫生填埋作为处理生活垃圾的主要方式之一,其填埋处理过程中,会产生大量的垃圾渗滤液,如何对渗滤液进行有效、无害化的处理,达到相关排放要求,长期以来,都是本领域研究的重点之一。本文阐述了生活垃圾填埋场渗滤液的特征以及采用的各种处理工艺技术。其中生物处理技术是对生活垃圾填埋场渗滤液的脱氮除磷具有明显作用的方法。本文分析了多种生物处理工艺技术后,提出采用赤泥预处理垃圾填埋场渗滤液工艺,再以“短程硝化反硝化工艺+好氧颗粒污泥工艺”作为垃圾填埋场渗滤液的的预处理后生物处理工艺。并对两段式生物处理工艺进行理论建模研究。在采用污水仿真软件gps-x的基础上,构建两段式生物处理工艺的仿真模型。使用origin软件对模拟结果进行分析,深入研究两段式生物处理工艺对垃圾填埋场渗滤液的处理效果。通过校正模型参数,得出优化的工艺条件,使模拟结果满足实际工程实施要求。同时为解决实际工程中应用环节存在的问题提供技术参考。并在实际工程中应用优化的生物处理工艺,验证该工艺的实际工程可行性。本研究工作如下:(1)分析了“石灰+赤泥+絮凝剂”预处理工艺对填埋场垃圾渗滤液的混凝沉降效果,分析了p H、吹脱时间对氨吹脱效果的影响。研究得出以下结论,当石灰为10kg/m、赤泥投加量为4kg/L、1wt%质量浓度的聚丙烯酰胺溶液为0.4kg/L时,渗滤液中COD的去除效果较好,平均去除率为82.82wt%;当控制溶液p H为11～12时,连续吹脱12h时,NH的去除率为85wt%～90wt%。(2)按照废水处理的相关排放法规,对两段式生物处理工艺进行了建模计算。确定短程硝化反硝化反应器与好氧颗粒污泥反应器的工艺条件。在gps-x的基础上,构建了两段式式生物处理工艺的模型。开展相关研究,当COD、BOD、NH、TN和TP的进水浓度分别为420～1550mg/L、200～530mg/L、150～330mg/L、150～350mg/L和30～110mg/L时,仿真结果略高于设定参考指标,未达到设计要求,需要对工艺模型进行优化。(3)分析对模型存在影响的186个参数,筛选出了24个影响较大的敏感性参数。调整这24个敏感性参数,确定敏感性参数的最佳值,重新进行仿真模拟,得出仿真结果。分析的仿真结果,总结得出优化后的生物处理工艺。短程硝化反硝化段:反硝化1#区和2#区的水力停留时间为1.8h、溶氧量为0.1～0.5mg/L;硝化区的水力停留时间约为7.2h、p H为7～8.5、溶氧量为0.2～0.5mg/L、污泥负荷为0.12kg BOD/(kg MLSS·d)、污泥龄为3～4d。好氧颗粒污泥段:水力停留时间约为8h、温度为25～30℃、p H为6～9、溶氧量为3～5mg/L、曝气量为5.35m/h;二沉池停留时间为2.5h、中心管流速为0.05m/s、排泥周期为2h。(4)将上述生物处理相关工艺参数应用到实际工程中,研究该生物处理工艺对渗滤液的处理效果。得出研究结果:当COD、BOD、NH、TN和TP的进水浓度分别为525～1560mg/L、209～560mg/L、176～347mg/L、163～347mg/L和44～117mg/L时,COD、BOD、NH、TN和TP的去除率分别为75wt%～85wt%、63wt%～86wt%、78wt%～83wt%、78wt%～85wt%和73wt%～84wt%。研究表明该生化处理工艺可以稳定去除绝大部分的COD、BOD、NH、TN以及TP。在一定程度上,为处理垃圾渗滤液提供了理论依据和实际工程实施指导。

关键词：垃圾渗滤液生物处理技术预处理短程硝化反硝化工艺好氧颗粒污泥工艺 gps-x

平凉工业园区污水处理厂工艺适用性评估及优化研究

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平凉工业园区污水处理厂工艺适用性评估及优化研究

作者：柴雪迪兰州大学

学位级别：硕士

本文以甘肃省平凉工业园区污水处理厂作为研究对象,运用模糊综合评价法结合层次分析法对其污水处理工艺适用性进行了评估。借助gps-x软件平台,对该污水处理厂的工艺流程进行了仿真模拟及参数优化,从而为平凉工业园区污水处理厂的实际管... 详细信息

本文以甘肃省平凉工业园区污水处理厂作为研究对象,运用模糊综合评价法结合层次分析法对其污水处理工艺适用性进行了评估。借助gps-x软件平台,对该污水处理厂的工艺流程进行了仿真模拟及参数优化,从而为平凉工业园区污水处理厂的实际管理提供数据参考。本论文的主要内容如下:(1)结合污水处理厂的技术评估现状,构建了合理的污水处理厂工艺适用性评估指标体系,并运用层次分析法确定了指标权重。利用模糊综合评价法,对平凉工业园区污水处理厂的工艺进行了评估,结果显示该污水处理厂工艺适用性属于较好水平,得分为89.39分。根据评估结果及该污水处理厂的实际情况,给出了相应的建议。(2)借助gps-x软件平台,利用2个缺氧全混流式反应器和旋转式生物接触反应器的串联近似模拟BBR生化池的运行,构建了平凉工业园区污水处理厂的工艺模型。通过灵敏度分析法对模型各参数进行了校正,使模型能够有效地模拟该污水处理厂的运行情况。(3)进行了工艺参数单因素模拟研究,通过分析不同污泥回流比、内回流比、二沉池排泥量及曝气池各段的溶解氧浓度对出水水质的影响,结合工艺稳定运行的经济性,确定了单因素模拟的最佳运行参数为:污泥回流比为75%,内回流比为200%,二沉池排泥量为250m/d,曝气池溶解氧浓度以递增形式分布。(4)完成了工艺参数正交模拟研究,在保证出水水质达标的同时,通过对比不同运行工况的能耗及成本,确定了污水处理厂工艺的最佳运行条件为:污泥回流比为80%,内回流比为200%,二沉池排泥量为280m/d,曝气池1##的DO浓度分别为0.6mg/L、0.6mg/L、1.2mg/L、1.4mg/L。在该条件下动态运行一个月的出水平均水质为COD:18.86mg/L,NH-N:0.61mg/L,TN:10.27mg/L,TP:0.26mg/L,相比该污水处理厂实际运行情况,能耗及成本均降低了5.57%。

关键词：污水处理厂综合评估 BBR工艺 gps-x 模拟优化

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高COD啶虫脒废水处理工艺研究

高COD啶虫脒废水处理工艺研究

作者：李娉兰州大学

学位级别：硕士

本论文以兰州新区某化工企业产生的啶虫脒废水为研究对象,根据其具有盐分含量高、有机物浓度高、可生化性低等特点,遵循低成本高效率的处理原则,选用减压蒸馏、Fe/C微电解、芬顿氧化等工艺,分别对高COD啶虫脒废水进行预处理,并探究各工... 详细信息

本论文以兰州新区某化工企业产生的啶虫脒废水为研究对象,根据其具有盐分含量高、有机物浓度高、可生化性低等特点,遵循低成本高效率的处理原则,选用减压蒸馏、Fe/C微电解、芬顿氧化等工艺,分别对高COD啶虫脒废水进行预处理,并探究各工艺的最佳实验条件。通过对比不同顺序组合工艺的污染物去除效果和废水处理成本,确定出啶虫脒废水的预处理方案。借助gps-x污水处理工艺仿真模拟软件,对预处理后的出水,进行生物处理工艺的比选、仿真模拟和参数优化,为该化工企业废水处理和同类废水处理提供参考。本论文的主要内容如下:(1)减压蒸馏单因素实验表明,不调整原废水酸碱度,蒸馏温度为50℃时,能够去除37.04%的COD。蒸馏过程去除了大部分啶虫脒等大分子难降解的有机污染物,并且降低了废水中的氨氮、总氮和含盐量。利用蒸馏后收集的冷凝液进行后续预处理时,能够获得更好的污染物去除效果,还能在一定程度上降低废水处理的药剂成本。(2)铁碳微电解单因素实验和响应面优化实验表明,Fe/C质量比为0.96,Fe/C投加量为210.01 g/L,进水pH为3,反应时间为90 min时,能够去除44.64%的COD。(3)芬顿氧化工艺单因素实验和响应面优化实验表明,HO投加量为1.28Q(243.38 m L/L),进水pH为4,n(HO):n(Fe)为8.90,反应时间为95 min时,能够去除61.93%的COD。(4)通过对比不同组合工艺的COD去除效果和运行成本,本研究确定采用先减压蒸馏,后进行铁碳微电解+芬顿氧化组合工艺作为啶虫脒废水的预处理工艺。组合工艺单因素、响应面优化实验表明,在过氧化氢投加量为0.77Q(80.93 m L/L),投加次数为3,进水pH为4,反应时间为98 min时,能够去除80.52%的COD,B/C值可提高至0.425。组合工艺对啶虫脒废水的COD去除效果和可生化提高效果优于单独处理工艺,且能够节省一部分药剂成本。(5)运用gps-x模拟软件进行建模和比选,最终选择水解酸化池+生物膜-活性污泥复合池(IFAS)+沉淀池为废水生物处理方案。通过单因素模拟确定了该工艺的最佳运行参数:水解酸化池的停留时间为1 d,IFAS池DO浓度为3 mg/L,污泥回流比为60%,沉淀池排泥量为3 kg/d。经过工艺参数优化后的出水水质既远低于园区污水处理厂低浓度废水纳管标准,又能够节约废水处理费用,工艺参数优化效果较好。

关键词：啶虫脒废水预处理技术组合工艺 gps-x 模拟优化

基于GPx-S软件的污水处理溶解氧优化控制

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信息技术与信息化 2018年第2期 22-24页

作者：王国胜尹永远钟润生冉治霖深圳信息职业技术学院交通与环境学院广东深圳518172 不详

曝气是活性污泥法的关键工艺,溶解氧的控制可以直接影响到污水排放进程和系统能耗。介绍了活性污泥系统仿真软件gps-x的特点、建模与仿真控制流程。总结了gps-x在溶解氧控制中的仿真示例与实践应用。gps-x是优化污水中曝气工艺最佳的运... 详细信息

曝气是活性污泥法的关键工艺,溶解氧的控制可以直接影响到污水排放进程和系统能耗。介绍了活性污泥系统仿真软件gps-x的特点、建模与仿真控制流程。总结了gps-x在溶解氧控制中的仿真示例与实践应用。gps-x是优化污水中曝气工艺最佳的运行控制参数的有效工具。污水处理的不同工艺阶段的溶解氧浓度应该根据不同的水质、水量和各种动态反应过程来进行优化控制,以实现曝气量的实时自动调节,满足出水水质达标排放,有效提高污水处理厂运行效率、降低曝气系统能耗。

关键词：曝气溶解氧 gps-x 仿真优化