实验3 活性污泥系统运行仿真实验
活性污泥法在我国，以至在全世界仍然是污水处理的主体工艺之一。近几十年来在活性污泥法的反应理论、净化功能、运行方式、工艺系统方面均取得了迅速发展，在工艺设计时需要进行方案的选择和优化。如果缺乏同类设计参考，随着原水水质、控制目标、运行方式的变化，需要通过可行性实验获得设计参数。这种实验工作除了通水流程和实验装置的建设外, 还有物理、化学和生物指标的分析工作。活性污泥法处理工艺的工艺参数和环境参数多，每个子环节相互影响，达到稳定的响应时间长，给实验教学活动造成极大的困难。通过本虚拟实验的实施，可以通过计算机仿真，掌握活性污泥和其它生化处理方法可行性实验的实验方法。其中的相应模块也可以在设计简化计算和比较方案。
1. 活性污泥法虚拟仪器操作流程
图1为一般活性污泥法处理污水的工艺流程简图。图2为仿真运行的操作流程框图。活性污泥法污水处理虚拟仪器面板如图3所示。图中以粉红底色显示的数值为控制量，以绿色为底色显示的数值为读出量。
图1一般活性污泥法处理污水工艺流程简图
图2活性污泥仿真实验的操作流程框图
首先设定进水流量和进水BOD浓度mg/L；设计曝气池池体尺寸：池长、池宽和池深；设计二沉池的容积，设定SVI和运行水温。开风机，控制阀门开启程度，供气量由仪表读出。控制回流比，对应曝气池中生化反应的运行状态随上述控制量的变化而改变。虚拟仪器显示出回流污泥浓度，曝气池中活性污泥浓度，溶解氧浓度等。与此同时，在设计和运行管理中最关心的曝气池运行参数，也在仪表上读出，它们是：停留时间、容积负荷、污泥负荷、污泥龄和去除率等。虚拟仪器还以动态图形描绘了出水BOD浓度的时间曲线。为了提高效率，运行的速度较快；操作者可以按下纪录仪上的暂停键来赢得读数和改变控制量的时间。需要指出的是这里显示的污泥龄是全池微生物总量与该瞬时反应时微生物净增量的比值，如果微生物净增为负值，污泥龄也显示负值，预示着泥量的减少，需要通过调整其他参数，才能正常地连续运行。污泥龄就有了参考意义。?
图3活性污泥法处理污水的虚拟仪器面板图
2.实验内容
活性污泥法处理污水的监测台帐
污水处理厂的监测台帐是指按照时间顺序对监测结果建立的日常工作纪录表。根据不同的运行条件和处理情况，纪录的项目会有所不同。例如焦化废水要测定进出水的酚和氰，深度处理的污水厂要测定氨氮等。使用虚拟实验完成活性污泥法处理污水的监测台帐。
用仿真实验建立活性污泥法污水处理的监测台帐。
设某活性污泥法污水处理厂的水处理设施为池长=80m、宽=6m, 深=；开启1#风机，控制阀门开启程度为, 读出供气量≈45 M3/min；回流比=，二沉池的容积=220 M3，SVI=120，运行水温=22℃。设建立监测台帐的工作从2003年7月1 日至15日，每天早9：00进行测定；仿真实验开始后，系统即处于连续运行状态，按下暂停（Pause）键，在仪表盘上设置进水BOD浓度和进水流量，释放暂停键，直至水处理设施运行24小时以后，按下暂停键，在在仪表盘读出出水情况和监测台帐中的相应项目，重新设置进水BOD浓度和进水流量，然后释放暂停键运行。获得如表1所示的监测台帐。根据监测台帐绘制时间序列图，并观察水
处理设施的运行状况是运行管理的经常性工作，请列出进出水情况和处理效果的时间序列图（图4和图5为示例图）。
表1 活性污泥法处理污水的监测台帐
进水流量 进水BOD 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 日期 2003-7-1 2003-7-2 2003-7-3 2003-7-4 2003-7-5 2003-7-6 2003-7-7 2003-7-8 2003-7-9 2003-7-10 2003-7-11 2003-7-12 2003-7-13 2003-7-14 2003-7-15 M3/h 97 105 mg/L 512 556 出水BOD mg/L 活性污泥 回流污泥溶解氧 g/L g/L mg/L
图4 进水情况时间序列图
实验3活性污泥系统运行仿真实验
