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国内外污水处理方法主要是活性污泥法,以活性污泥模型为基础,建立污水厂模型能优化污水处理厂运行参数、节省能耗、降低污水厂提标改造风险。WEST软件具有友好的人机界面且操作简便,因此选择WEST软件来建立污水厂模型。MBR、A~2/O和CAST工艺类型在国内应用较多,因此论文探讨仿真软件WEST在MBR污水厂、A~2/O污水厂和CAST污水厂的应用,可以推广仿真软件在污水厂中的应用。根据WEST对三种工艺的应用,得出以下结论:(1)WEST建模步骤包括在布局界面建立基本的工艺模型、对输入的进水数据进行组分分解、再进行稳态和动态模拟,最后做模型校正。可利用WEST的高级功能来确定参数优化和提标改造方案。(2)利用WEST仿真软件建立MBR污水厂模型,校正后的模型可以很好地模拟MBR工艺污水厂。此污水厂存在进水碳源不足,出水总氮不达标现象。使用Design-Expert软件设计3因素3水平的正交试验,试验结果发现,溶解氧、内回流和外回流对出水总氮值影响不显著,所以通过参数优化无法将出水总氮降到一级A标限值以下,也同时说明,出水总氮不达标的主要原因是碳源不足。利用模型做碳源投加试验,当投加量为20mgCOD/L时,出水总氮均值降低到11.16mg/L,达标率为100%。(3)利用在WEST仿真软件构建CAST污水处理厂模型,使用定时器和输入工具来控制进水阀门的定时开闭,校正后的模型的模拟出水值与实测值能很好的吻合。用春季进出水数据建立的模型模拟夏季和冬季的出水,模拟值和实测值差别很大,所以说,每个模型适用期仅为该季节,各季节需要建立各自模型。以春季模型为例,利用Design-Expert软件设计试验,优化运行参数,优化后出水总氮可以达到一级B标,但是总磷依旧不能达标。在CAST的反应期中加入低曝时序,同时,设计4因素3水平的试验,找出加入低曝时序运行参数的最优组合是排泥量80m3/d,曝气量5000m3/h,低曝时间0.6h,低曝强度为0m3/h,在此参数下,出水各指标均能达到一级B标。(4)A~2/O工艺的污水厂存在出水总磷不达一级B标(<1mg/L)的问题。利用WEST仿真软件建立A~2/O污水厂模型,并对模型进行校正,校正后的模型可以很好的模型实际污水厂。将内回流、外回流、曝气量作为实验因子,以水质指标为目标函数,然后在软件中进行了两次“参数估计”操作,此操作确定了参数的最优组合,优化后出水水质可达到一级B标。对各优化方案进行能耗分析,综合选择的最佳方案是曝气量为5000m3/h,内回流30000m3/d,外回流是50m3/d。为了出水水质能达到一级A标,利用WEST软件,做除磷剂投加试验,确定污水厂的除磷剂的投加量,结果表明投加量为5m3/d(Fe:P=4.8)时,出水达标率升为100%。所以除磷剂定为5m3/d。(5)通过对三种工艺的模拟和应用发现,A~2/O、MBR和CAST工艺的组成和运行模式不一样,建模方式也有不同。A~2/O利用3个活性污泥单元(Activated Sludge Unit)即可组成。MBR污水厂是3个活性污泥单元(Activated Sludge Unit)和膜池组成,膜池采用既有过滤过程又有生化过程的生化类MBR模块来模拟。CAST工艺做近似处理,采用一个活性污泥单元(Activated Sludge Unit)和4个SBR池组成。A~2/O没有时序控制,模拟速度较快,所以采用WEST的参数估计功能或者预案分析功能来做参数优化。MBR和CAST工艺具有时间控制,运行速度较慢,采用正交试验减少试验次数,节省总时间。在WEST应用中,除磷剂投加试验、碳源投加试验、更改运行方式、计算运行费用均可在A~2/O、MBR和CAST工艺中应用。A~2/O和MBR的运行方式应用重点主要是获得常规、倒置和改良三种运行方式的结果。而CAST的运行方式的运用重点是运行周期的改变和划分。池容更改的方式仅适用于廊道式A~2/O类型。