过程设计和评估的迭代性质
生物废水处理系统的设计通常是一个迭代的过程。这有两个原因:(1)要解决的问题的定义在整个设计过程中不断发展，(2)随着额外调查的完成，设计所依据的数据库也在改进。然而，在任何项目中，都必须达到一个“冻结”点，在这个点上，问题的解决方案是固定的，然后实施。导致这一点的步骤在本质上是进化的，问题陈述不断被重新定义，潜在的解决方案被评估和丢弃，直到选择最佳解决方案。大多数设计都是从一个基本概念开始的。例如，在一项设计的早期讨论中，可能会决定用污水处理厂处理特定的废水活性污泥系统尽管该系统的大小、其具体配置以及任何特殊功能的性质都是未知的。随着设计的进行，这些问题以及更多的问题将得到解决，从而产生对所需设施的更精确的估计。在设计过程中不断增加的数据库也允许设计的改进。通常，随着项目的进展，设计师对废水的强度和性质、处理系统的特征、污水排放标准以及处理系统所有者和运营商的需求和愿望的理解也在不断发展。
图9.1说明了流程设计的这种迭代性质。第一步是定义项目目标和需求，允许基于当前的知识状态确定最合理的潜在解决方案。然后，通过对生物反应器大小、氧气需求、固体损耗等的粗略计算，对这些潜在解决方案的成本和范围进行估计。接下来，考虑替代解决方案的潜在优点和缺点，并决定是否更全面地评估每个解决方案。当一个特定的替代解决方案的潜在优势不足以保证进一步的考虑时，它就会被放弃，更多的研究将用于剩余的解决方案。循环中的每一次迭代都会产生更精确的信息，从而可以更好地估计替代方案的规模和成本。因此，需要使用更精细的技术。同样的逻辑也可以应用于所选替代方案的细化。只有当收益大于成本时，才会进行额外的研究来完善给定的替代方案。
过程设计和评估的迭代性质清楚地表明需要几个层次的改进。为了开始设计过程，必须根据有限的数据进行初步评估。尽管这项评估属于初步性质，但在概念上必须是合理的，因为重要决定将以它为基础。在某些情况下，初步评估可能足够精确，可以使项目直接进行执行。这通常发生在较小的项目中，与细化设施需求估算的成本相比，保守设计的成本较小。这种情况也经常发生在已有重要经验的应用中，这些经验是初步工艺设计参数选择的基础。在其他情况下，对所涉废水或拟议的处理系统可能缺乏经验，使得初步评估相当不确定。在这种情况下，必须进行第8章中概述的可治疗性研究，从而得出可用于模型的参数。在某些情况下，特别是对于活性污泥工艺，可以将设计决策建立在第5章的简单化学计量模型的基础上，通过加入一些扩大的假设，例如将缓慢而易于生物降解的基质组合在一起。在其他情况下，如大营养物去除在项目中，即使是很小的不确定性也会导致显著的超支。在这些情况下，额外的测试来量化活性污泥模型(ASM) 1号或2号的参数可能是值得的，允许通过模拟考虑替代设计，从而减少不确定性。在下一节中，我们将考虑在任何设计情况下必须做出的决策，无论其级别如何。然后，在第9.4节中，我们将考虑在不同级别的设计中使用的方法。
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