论文摘要
论文采用统计方法研究大渡口污水处理厂进水的变化规律,在考虑季节、天气、日类型影响的基础上采用傅立叶级数建立了进水模型;利用混合呼吸测量法结合常规测试方法,研究了进水水质组分特征;根据大渡口污水厂CAST工艺实际结构参数、水力学参数和运行控制参数,通过模型比选,采用GPS-X模拟软件基于ASM2d建立了大渡口污水厂CAST工艺模型,并用实际进、出水数据进行了校核和验证;根据进水研究结果,采用CAST工艺模型仿真并优化运行控制参数,提出了优化运行调控策略,以提高大渡口污水厂的运行效率和稳定性。取得了主要成果和结论如下:（1）大渡口污水处理厂进水的各项指标符合正态分布规律,应用累积正态分布函数对该厂进水超标概率进行预测发现,进水中总氮和总磷容易超过设计值。（2）污水厂的进水受到多种因素的影响,但从长期的角度看各指标相对稳定且具有一定的变化规律。采用一阶傅里叶级数建立了污水厂的进水模型,模型考虑了气温（季节）、天气（雨或非雨天）和日类型（节日或非节日）,校核后模型的计算值与实测值的相关性系数高于80%。模型可生成有效的日内小时进水数据,为污水处理厂的运行仿真奠定了基础。（3）根据进水水质性能指标分析,2008和2009年进水COD和BOD5平均值都低于设计值,两年平均BOD5/COD=0.415,低于设计值0.50。采用组分表征基准化方法对进水COD组分划分结果为:快速易生物降解COD（RBCOD）、慢速可生物降解COD（SBCOD）、溶解性不可生物降解组分（SI）和颗粒性不可生物降解组分（XI）分别占总COD的9.3%、26.3%、16.2%、48.2%,其中可生物降解COD组分BCOD（RBCOD+SBCOD）约占总COD的35%,低于BOD5的含量,说明大渡口污水厂进水水质含碳组分浓度相对较低,可生物降解成分含量不高,难以满足污水生物处理系统良好运行对于碳源的需求。（4）大渡口污水厂C/N的设计比值为10.28,实际测定的C/N值在3.61～9.78之间,均值为6.87,比设计值小,即表示为碳源相对不足。对进出水做氮平衡实验得出,进水中其他含氮化合物（凯氏氮与硝态氮以外的含氮化合物）浓度为7.08mg/L,占总氮的13.59%,出水中其他含氮化合物浓度为5.28mg/L,占总氮的31.39%,这部分含氮化合物在城市污水厂难降解,给出水总氮的超标构成不小的威胁。出水硝态氮浓度较高,达到10.28mg/L,远高于进水,说明反硝化不完全,硝态氮对出水总氮贡献很大。（5）采用GPS-X软件基于ASM2d模型,根据实际情况进行一定的假设和简化,建模设计了1组CAST工艺4个SBR反应池。考虑到厌氧池的特殊性,拟定了3种建模方案比选,根据实际运行调查结果,选择将厌氧池合并至主反应池建模,建立了大渡口污水厂CAST工艺模型。（6）基于ASM2进行工艺模型参数设置,并对主要参数根据实测值进行了反复校核。2008年和2009年的运行模拟结果显示,模拟值出水COD的绝对误差均值小于10mg/L,TN的绝对误差均值小于5mg/L,NH4+-N的绝对误差均值小于3.5mg/L。工艺模型的准确度较高,能达到对大渡口污水厂的模拟应用要求。（7）对大渡口污水厂运行调控途径主要分为3个方面:进水方式、曝气控制和调节污泥浓度。进水方式由传统的一次进水改为分段进水,通过分段进水补充碳源,以强化后续反硝化效果。采用单因素分析法研究了曝气、污泥回流量和剩余污泥排放量对系统处理效率的影响。在选择的较优分段进水条件下,采用正交试验综合研究各因素水平,并根据每个季度各个出水指标随着因素水平不同的变化趋势,针对不同的季节得到了最优因素水平组合。（8）利用2008、2009年实测数据进一步验证了季节性调控策略的适用性。在季节性调控策略的基础上,在日内进水负荷高峰期和低谷期适当调节曝气量可以有效提高系统处理效果。形成了可供实际参考和应用的大渡口污水厂季节性调控策略和日调控策略。