污水处理过程水温变化模型构建与验证

文章亮点

·辨明污水温度全体改变量较小(冬天T≤-1.5 ℃；夏日≥+1.0℃)，受环境热传导和微生物代谢影响较大。

模型构建

树立热量衡算模型评估污水处理厂处理水温度改变趋势时，界说Q为模型热量改变参数。依据影响污水温度改变要素确认模型鸿沟，别离界说为：生化反响放热N1、机械传热N2、环境热传导N3、水蒸腾热丢失N4。各单元考虑热量改变组成如下：

2）机械传热N2，考虑各类泵(提高泵、回流泵等)传热(Q4)和曝气(以鼓风曝气为例)传热(Q5)。

4）水蒸腾热丢失N4(Q8)。

2 模型参数

污水中有机污染物降解存在微生物代谢热量开释状况，本模型中首要考虑COD降解和脱氮进程热量改变，忽略了生物除磷进程代谢热。从聚磷细菌(PAOs)进程机理上看，PAOs归于能量消耗型代谢，除磷进程中有效总能量削减。此外，厌氧时PAOs 细胞高能磷酸键(键能5 kcal·mol-1)断裂开释也会开释能量，但其产生的能量即使不用于细胞吸收VFAs(细胞内组成PHA)而悉数开释所产生的热量也只能使温度升高0.00004 ℃。因而，模型中暂不考虑除磷进程热量代谢，以简化核算。

2.2 机械传热(N2)

遵循热量自发由高温传递到低温物体规律，污水在池体内停留必然会与池壁产生热交换。同时，污水露出于空气中，随着时节以及白天，混合液和空气之间的温差也会形成温度的改变。此外还存在池体外表对外发射可见和不行见射线(电磁波)来传递能量。团体参数详见表4。

2.4 蒸腾热损(N4)

事例校验

依据热量衡算成果，生化反响N1总产热1 753.4 kW，折算水温改变约0.4 ℃。其间，脱氮进程热量开释份额较高，达约74%(硝化与反硝化别离占比31.7%和42.3%)，而COD降解代谢热量相对较少，仅为26%。机械传热N2中水泵传热约为 121.2 kW，折算升温约0.03 ℃。曝气对温度改变的影响介于0.018~0.022 ℃，影响并不显著。环境热传导N3因选择不同的传热系数对水温改变影响而不同，因而，实践热量衡算进程需严格校正环境传热系数K3(对该参数选用敏感性剖析办法)剖析成果知水温改变起伏冬天时(2月和12月)最大，水温降幅达1.5 ℃，而夏日(7月)升温也可达1.0 ℃。反观辐射传热和蒸腾热损带来的温度改变规模温度改变别离<0.015 ℃和0.001 ℃，根本不会对水温形成影响。

优化模型

模型树立选用换热系数(K3)规模为30(W/m2·K)~300(W/m2·K)，规模取值跨度大，这对终究温度改变影响较大。不同区域因为地理位置原因导致气候差异较大，乃至同一区域亦或许因极点气候导致区域温度改变增大。因而，模型应用中需结合当地实时气温与水温温差以及环境内风速巨细来精确确认点评污水处理厂换热系数。

结语

<p "="" style="font-family: "sans serif", tahoma, verdana, helvetica; text-align: start; white-space: normal; color: rgb(42, 51, 60);">污水处理进程水温改变首要与生化反响放热、机械传热、环境热传导、以及蒸腾热丢失有关。污水处理进程水温全体改变量较小(冬天T≤-1.5 ℃；夏日≥+1.0℃)，其间，受环境热传导和微生物代谢影响较大，而以水泵、鼓风机为主的机械传热对污水处理进程温度改变简直没有太大影响。环境热传导首要受温差和换热系数影响，在正常气候条件下换热系数动摇并不大，但或许出现极点气候的区域则需求精确确认传热系数。本研讨因实测数据不充足，样本数较少，应用时还需依据实践状况对首要参数进行必定程度调整。