仿真模拟在西安某污水处理厂方案设计中的应用研究
污水处理厂中ASM s仿真软件的应用研究
析数据 与我国的实际数据ｔｉｌｌ：ｋ，有很 大出入，毕竟国外的污水 仿真软件的组成部分来研究污水处理厂的进水水质，给进水
处理 厂中涉及到我国的污水数据 少之又少 ，所以会存在比较 水质做具体分析 ，再设立工艺模拟模型 ，根据参数数据的结
大的差异 。如 果我 们在使用 该仿 真软件时，要按照我国的污 果进行比对 ，比对后工艺的模拟结果就体现出来了。
相比 ，更能真 实的反映 出污水的运转状态 ，而且也 比较符合 分。那 么仿真软件的水质组成部分的参数和正常的水质参数
现实情况 ，更贴近生活。在 ＡＳＭｓ中 ，有很多现实污水处理 是有联 系的，例 如正常水的水质参数 Ｃ０Ｄ在 ＡＳＭ２仿真软
厂的分析数据 ，因此在开发仿真软件 时以此为基点就更容易 件 中被 分解成发酵产物 ＳＡ、惰性溶解性 有机物 Ｓｌ、 自养菌
水处 理数据做 出调整，不过这也在一定程度上阻挡了该软件
污水处理厂中 ＡＳＭｓ仿真软件的应用结果显示 ，模拟数
推广的步伐。
（下转第 ５５页）
５６ Ｉ电子制作 ２０１６年 ２－３月
软件开发
感性分析组件、算法 组件 、性 能监视与优化组件、分布式可 理系统、数据分发服务 系统、数据集成管理系统、数据挖掘
的，一 般的 仿真 软件是 达不 到这 么精 准 的数值 的。因此 ， 行时间短、优化结果清晰 ，是值得应用推广的。
ＡＳＭｓ仿 真软件是具 有很大 的应用价 值。除此之 外 ，ＡＳＭｓ
仿真软件在处理污水时获取的相关信息 ，能够及 时体 现污水 ４结语
处理厂的实际状况 ，方便对水质的及时分析 。
软件开发
污水处理 厂 中 ＡＳ Ｍｓ仿 真软件 的应用研 究
作者 ／渠龙龙，上海同济大学
BSM1基准仿真数学模型在污水监测中的可行性分析
关键词：污水监测；数据模型;BSM1基准仿真;可行性分析
中图分类号：05725
文献标志码:A
文章编号：223 - 2526(2201)26 - 0250 - 26
Feasibinty analysis oO BSM1 benchmark simulation mathematical model in sewage monitoring
Key woks：wastewater monitoring；hata mofei；BSMI bexchmarb simulation;feasibility analysis
污水监测指的是利用先进的科学技术,对环境 或者水资源当中的污染因素进行观察、监控、测定, 并以现代化手段深入分析监测结果，进而评价环境 或水体质量，记录环境与水体质量长期以来的变化 情况,为相关的改进或预防措施提供数据依据。在
第43卷第4期 2021 年 6 月
能源 与环保
Chinv Enwvy and Envipxmevtat Protection
VU43 Na. 6 Jun. 2021
BSM1基准仿真数学模型在污水监测中 的可行性分析
袁睿泽
(陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安 712342)
摘要：降低污水治理成本、提高污水治理效率是新形势下环境整治工作所面临的主要难题之一，在计
底物浓度的增加而增加，在反应速率达到最高的情
况下，反应速率并不会因有机底物浓度的提升而增
加。
在发生生物反应的过程中，各组分的反应随之
发生,并且由一种或几种微生物的反应所构成。反
应速率的计算方法：
8
c =即旳
⑼
表2 ASM9中的动力学参数 Tab. 2 Kinetic parameters in ASM9
西安市第四污水处理厂工艺设计参数试验及应用研究
（２）通过对初沉池中污染物的沉淀试验，发现初沉池在去除ＳＳ和ＣＯＤ的同时，对 氮磷营养物也具有一定的处理效果。试验结果表明：在有效水深为３．０ｍ、水力停留时间 为２ｈ的条件下，初次沉淀池的ＳＳ、ＢＯＤ５、ＴＮ和ＴＰ的平均去除率分别为５１．３％、２０．８％、 ７．０％和８．１％；初沉污泥的挥发性固体物平均含量为５７．７％。
田
７Ｋ ０
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：
毋年Ｉ １月ｌｒ日
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（４）Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ａｂｏｖｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｉｅｓ．ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｎｏ．４
污水处理中的CAD与模拟仿真技术应用
设备部件定制
利用CAD软件对设备部件 进行定制设计，满足特定 处理工艺的需求。
污水处理厂布局优化
STEP 01
平面布置
STEP 02
立体布局
使用CAD软件进行污水处 理厂的平面布置，合理规 划厂区内的各种设施和通 道。
针对单个处理单元，如沉淀池、 曝气池等，通过模拟优化其结构 参数和运行参数。
从整个污水处理厂的角度出发， 通过模拟找出瓶颈环节和优化潜 力，实现整体系统的高效运行。
Part
03
CAD与模拟仿真技术的结合 应用
基于CAD的模拟仿真平台开发
使用CAD软件进行污水处 理厂的二维或三维建模， 构建精确的几何模型。
生物反应模拟
利用微生物反应动力学模型，模拟生物反应过程， 如活性污泥法中的微生物生长、降解等过程。
化学反应模拟
针对化学沉淀、氧化还原等化学反应过程， 建立化学反应动力学模型，预测反应过程和 结果。
污水处理效果预测
出水水质预测
通过模拟污水处理过程，预测处理后的出水水质，包括COD、 BOD、氨氮、总磷等主要指标。
工艺流程优化
通过CAD软件对污水处理流程进 行模拟和优化，提高处理效率， 降低能耗和成本。
管道设计
利用CAD进行管道设计，确保管 道布局合理、流畅，避免出现流 体阻力过大或泄漏等问题。
污水处理设备建模
设备图纸绘制
使用CAD软件绘制污水处 理设备的图纸，为设备的 生产和安装提供精确的指 导。
设备结构分析
集成多种模拟仿真模块， 如水力学、生物反应、沉 淀等，实现多物理场的模 拟。
开发用户友好的界面，方 便用户进行模拟仿真、结 果查看和参数调整。
高浓度污水处理虚拟仿真实验的建设与实践
高浓度污水处理虚拟仿真实验的建设与实践高浓度污水处理虚拟仿真实验的建设与实践引言：随着工业化和城市化进程的不断加快，高浓度污水排放问题日益凸显。
传统的污水处理方法在面对高浓度污水时往往效果较差，无法满足环保要求。
因此，寻找一种高效、经济、安全的高浓度污水处理方法迫在眉睫。
虚拟仿真实验技术作为一种新型的实验方法，在高浓度污水处理领域具有巨大的潜力。
本文将重点探讨高浓度污水处理虚拟仿真实验的建设与实践。
一、高浓度污水特点及处理要求高浓度污水是指有机物、无机物、重金属等污染物浓度超过一般污水处理厂处理能力的污水。
其特点主要表现在浓度高、污染物成分复杂、处理难度大等方面。
高浓度污水处理要求高效去除污染物，达到国家和地方环保标准。
虚拟仿真实验可以通过模拟和优化处理工艺来满足这一要求。
二、高浓度污水处理虚拟仿真实验的基本原理高浓度污水处理虚拟仿真实验是基于计算机技术和仿真模型建立的实验方法。
其基本思想是利用计算机软件模拟和分析高浓度污水处理过程，通过优化方案来提高处理效果。
虚拟仿真实验可以对污水处理厂的设计方案进行评估和改进，提高设计的准确性和可靠性。
三、高浓度污水处理虚拟仿真实验的建设1. 虚拟仿真实验平台的搭建建设高浓度污水处理虚拟仿真实验需要先建立一个完整的计算机仿真平台。
该平台应包括污水处理过程的流程模拟、动力学模型和控制模拟等功能模块。
同时，还需要开发相应的图形界面和算法。
这样才能确保虚拟仿真实验的可靠性和实用性。
2. 动力学模型的建立动力学模型是模拟高浓度污水处理过程的核心。
通过对处理过程中的污染物转化、生物反应等进行建模，可以更好地理解污水处理过程，并对处理方案进行优化。
建立动力学模型需要依据实际情况进行参数估计和模型验证，确保模型的准确性和可靠性。
3. 数据库的建设虚拟仿真实验过程中会产生大量的数据，这些数据对于优化处理方案和模型验证至关重要。
建设一个完善的数据库可以对数据进行存储、处理和分析，为后续的实验提供基础。
基于虚拟仿真的污水处理实验教学
基于虚拟仿真的污水处理实验教学作者：刘加强张建昆来源：《中国教育技术装备》2017年第08期摘要鉴于水处理传统实验教学的局限性，结合现有的污水处理实训实验装置平台，开发污水处理虚拟仿真教学软件。
通过虚拟仿真教学与实验教学相结合，有利于加深学生对污水处理构筑物的认识和理解，提高教学质量。
关键词虚拟仿真；污水处理；实验教学中图分类号：G642.423 文献标识码：B文章编号：1671-489X（2017）08-0131-03Abstract Firstly， the authors introduce the limitations of conven-tional experimental teaching in water treatment technology， combinedwith the experimental platform of wastewater treatment， developed the virtual simulation teaching software in wastewater treatment. Through the virtual experiment instruction and experimental tea-ching deepen students’ understanding for wastewater treatment struc-tures and improve the quality of teaching.Key words virtual simulation； wastewater treatment； experimental teaching1 引言了解并掌握污水处理厂的工艺流程、设计方法和基本运行参数，对给排水科学与工程专业学生来说是十分重要的。
随着水环境污染的加剧，为达到处理标准，水处理工艺变得越来越复杂，水处理工艺系统设计运行管理和优化改造过程在教学中难以直观体现，学生在生产实践过程中难以了解其内部构造原理。
污水处理过程中生物反应器的建模与仿真研究
污水处理过程中生物反应器的建模与仿真研究污水处理是现代城市建设所必需的公共设施之一，而污水处理过程中生物反应器是整个处理过程中最为重要的组成部分之一。
生物反应器通过微生物的作用，将水中的污染物质降解为无害物质，实现废水的净化。
而建模和仿真则是生物反应器研究中不可或缺的工具，可以帮助我们更好地理解反应器的内部机理。
一、生物反应器的建模生物反应器可以分为各种类型，如曝气池、曝气式生物反应器和厌氧池等等。
不同的反应器有着不同的特点，因此需要被更好地了解其工作原理和机理。
为此，在建模过程中，需要对反应器进行分类和论述，以建立相应的模型。
从分类上来说，生物反应器分为平板式反应器、装有多孔物的平板式反应器和三维微环境反应器。
这三类生物反应器有着不同的特点，主要是表面积和微环境差异。
平板式生物反应器的表面积相对较小，而三维微环境反应器的表面积和体积都较大。
对于平板式生物反应器，其模型一般是基于传质理论而构建的。
传质的过程是生物反应器中的一个重要组成部分，决定了微生物对废水中物质降解的速度。
而在建模过程中，通常采用包含质量守恒和动量守恒的反应器模型，以更好地模拟和分析反应器的过程。
在装有多孔物的平板式生物反应器中，模型则更加复杂。
这种反应器与平板式反应器相比，增加了一些孔隙和缝隙，使水和气体穿透孔隙，体系中的反应物分布也更加均匀。
建模时，包括传质和混合过程，以及孔隙和微环境在内的因素需要考虑到。
对于三维微环境反应器模型的建立，需要考虑到反应的空间分布。
这种反应器是一种将传输过程与反应过程相结合的反应器，因此建模时需要考虑微环境对反应速率的影响，通过对悬浮物粒子流动的仿真，预测与模拟反应器中的生物反应过程。
二、生物反应器的仿真在污水处理过程中，生物反应器的设计、优化和控制都需要通过计算机模拟进行，以更好地了解反应器的内部机理，并为实际操作提供指导。
因此，生物反应器的仿真技术显得非常重要。
在生物反应器设计和建模的过程中，MATLAB技术是一种广泛使用的仿真工具。
污水处理设施的仿真建模与优化设计
限制设计方案的因素，如技术、环境、资源等限制条件。
优化设计在污水处理中的应用
01
污水处理工艺流程优化
通过对污水处理流程的各个环节进行优化，提高处理效率、降低能耗和
成本。
02
污水处理设施布局优化
通过对设施的布局进行合理规划，降低设施之间的相互影响，提高处理
效果。
03
污水处理参数优化
通过对处理过程中涉及的参数进行优化，如反应时间、反应温度、pH
关联性
仿真建模是优化设计的基础和工 具，优化设计是仿真建模的目标 和应用。
基于仿真建模的优化设计流程
建立模型
根据污水处理设施的实际运行情况和 设计要求，建立相应的数学模型和计 算机模型。
模型验证
通过实验数据或实际运行数据验证模 型的准确性和可靠性。
参数优化
根据优化目标，调整设施的设计参数 和运行条件，进行多方案比较和选择 。
2
随着城市化进程的加速和工业生产的快速发展， 污水处理设施面临着越来越大的压力和挑战。
3
传统的污水处理设施设计方法存在一定的局限性 和不足，难以满足现代污水处理的需求。
研究目的和意义
研究目的
通过仿真建模与优化设计，提高污水 处理设施的处理效率、降低能耗和减 少环境污染。
研究意义
为污水处理设施的设计、建设和运营 提供科学依据和技术支持，推动城市 基础设施的可持续发展。
03
优化设计是提高污水处理设施 性能的关键，通过仿真建模可 以发现潜在问题，提出针对性 的改进措施。
研究不足与展望
目前研究主要集中在单个污水处理设施的仿真建模和优化设计，未来可拓 展到区域性污水处理系统的整体优化。
现有研究主要关注工艺流程的优化，未来应加强污水处理设施的能源消耗 、碳排放等方面的研究。
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Abstract: In order to research the treatment effect of AMAO technology for a WWTP in Xian, The four different simulation model was established with WEST software as a platform using ASM2D model. Through scheme comparison after parameter optimization for each plan, the recommended program was quaternary anaerobic/anoxic/aerobic process.
The application of simulation in the design of a sewage treatment plant in Xi’an
Wang Runjuan, Li Zupeng, Huang Yu, Shi Feng, Chen Yang (CSCEC AECOM Consultants Co.,Ltd.,Lanzhou Gansu 730000,China)
环境与发展
YINGYONGJISHU
仿真模拟在西安某污水处理厂方案设计中的应用研究
王润娟，李祖鹏，黄宇，石凤，陈阳
（中国市政工程西北设计研究院有限公司，甘肃 兰州 730000）
摘要：为了研究多段多级 AO 除磷脱氮技术在西安某污水处理厂新建生物处理系统中的处理效果，本文以 WEST 软件为平台，采用国际水协
西安某污水处理厂现状处理规模 15×104m3/d，主要污水处理工艺 采用 DE 氧化沟工艺，此次升级改造，为使出水水质从一级 B 标准提升 为一级 A 标准，降低原 DE 氧化沟系统的处理水量至 10×104m3/d，同时 新建一条多段多级 AO 除磷脱氮系统，处理水量为 5×104m3/d。
按照现状工艺运行参数，利用 WEST 软件为平台，采用国际水协 ASM2D 模型 [3]，建立现状仿真模型。通过调整模型参数，使模型计算得 出的出水模拟值与实测值尽可能的吻合，从而保证仿真模型能够真实的 反映实际过程 [4 ～ 5]。现状模型建立成功后，利用得到的动力学及化学 计量参数、进水水质组分转换参数、二沉池模型参数等相关模型参数对 新建系统工艺方案进行对比分析。
（1）按照污水处理厂现状工艺及其运行参数，利用 WEST 软件建立 现状工艺仿真模型后，对模型参数进行校正使模型计算得出的出水模拟 值与实测值尽可能的吻合，利用得到的相关模型参数对新建系统的对比 方案建立相应的仿真模型。
（2）对各方案的设计参数进行模拟优化，对比优化后的四种工艺 方案的出水水质，最终确定本工程的推荐工艺方案——四级厌氧 / 缺氧 / 好氧工艺。
通过四种对比方案出水水质的对比发现，方案三的出水在 COD、 NH4+-N、TN 达标的前提下，TP 浓度小于 1mg/L，能够相对降低后续深度 处理的药剂投加量，处理效果比较理想。因此，本工程最终确定方案三 为推荐最佳工艺方案。 3.4 运行状态
该 污 水 处 理 厂 目 前 已 进 入 正 式 运 行 阶 段， 经 业 主 反 馈， 新 建 5×104m3/d 生物池采用上述方案三的四级厌氧 / 缺氧 / 好氧工艺，处理 效果很好，出水水质能够稳定达到一级 A 标准。 4 结论
（1）方案一：二级厌氧 / 缺氧 / 好氧 + 二级缺氧 / 好氧工艺。 （2）方案二：二级缺氧 / 好氧 + 二级厌氧 / 缺氧 / 好氧工艺。 （3）方案三：四级厌氧 / 缺氧 / 好氧工艺。 （4）方案四：一级厌氧 / 好氧 + 三级缺氧 / 好氧工艺。 2 模型优化结果 四种方案的设计参数优化结果见表 1。其中，水力停留时间、进水 分配比例的参数优化目标为出水 COD、NH4+-N、TN 和 TP 浓度的加权平 均值达到最低；污泥回流比的参数优化目标为满足二沉池固体负荷时出
Keywords: Simulation; Scheme comparison; AMAO; Scheme comparison
近年来，计算机仿真模拟技术在污水处理厂设计与运行管理中的 应用越来越普遍，被广泛应用于工艺方案比选、参数优化、运行管理 等方面。通过建立污水处理工艺仿真模型，可以使污水处理厂最大程 度地利用现有污水处理设施的处理能力，发挥新建污水处理设施的效 益，以及提出合理的污水处理厂新建或升级改造方案以满足更严格的 污水排放标准 [1]。
ASM2D 模型，为四种不同的工艺方案建立仿真模型。对各方案的设计参数优化后进行方案比选，最终确定本工程的推荐方案为四级厌氧 /
缺氧 / 好氧工艺。
关键词：仿真模拟；参数优化；多段多级；方案比选
中图分类号：X703
文献标识码：A
文章编号：2095-672X(2019)10-001369/X.2019.10.036
水水质最佳。 3 方案比选 3.1 出水水质
按照最优设计参数，预测四种方案的出水水质平均值，如表 2 所示。 可以看出，方案四的各污染物出水浓度的加权平均值较低，但相比于其 他方案，方案四的出水 TP 浓度较高，而方案三的出水 TP 浓度最低。 3.2 微生物组成
生物处理工艺的处理效果与微生物的组成及浓度有关，因此，将四 种对比方案对应的微生物组成列于表 3。可以看出，相对于其他方案， 方案四的聚磷菌含量最低，因此对应的出水 TP 浓度较高。相反，方案 三的聚磷菌含量最高，所以其出水 TP 浓度最低。 3.3 比选结果
随着国家对污水氮磷排放标准的不断提高，污水除磷脱氮处理新工 艺的研究、开发和工程应用越来越多。多段多级 AO 工艺是基于传统 AO 工艺发展起来的新型除磷脱氮工艺，具有除磷脱氮效率高、碳源利用充 分、抗冲击负荷强、运行费用低等优点 [2]。本文通过仿真模拟技术对 多段多级 AO 除磷脱氮工艺及其组合工艺进行了详细研究。 1 建立仿真模型