基于能量綜合平衡的水處理節(jié)能途徑改造與實(shí)現(xiàn)

【摘要】：目前國內(nèi)企業(yè)應(yīng)用的廢水處理裝備及控制系統(tǒng)還處于比較落后的階段,電耗相對較高,所以急需對當(dāng)前的廢水處理設(shè)備及控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。筆者結(jié)合當(dāng)今相關(guān)能耗分析技術(shù)與節(jié)能技術(shù),建立了一套以水處理能量綜合平衡為指導(dǎo)的節(jié)能改造方案,并應(yīng)用于某企業(yè)工業(yè)廢水處理站的現(xiàn)實(shí)改造。 本文以反應(yīng)池為單位對某企業(yè)工業(yè)廢水處理站運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行電耗統(tǒng)計(jì),并對電耗最大的單元利用能量綜合平衡理論進(jìn)行進(jìn)一步的能量分析,得到曝氣系統(tǒng)與潛水?dāng)嚢铏C(jī)節(jié)能空間,提出合理的改造方案。潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪節(jié)能改型從工程上原有葉輪入手,通過Faro三坐標(biāo)測量儀獲得葉輪的分散點(diǎn)云,建立葉輪的三維模型,然后利用螺旋槳升力線理論及轂帽鰭節(jié)能理念對原葉輪進(jìn)行改型,得到三種改型方案,導(dǎo)入Fluent進(jìn)行仿真,導(dǎo)出運(yùn)行數(shù)據(jù),計(jì)算效率,得到最佳方案。曝氣節(jié)能控制系統(tǒng)改造首先根據(jù)工程實(shí)際情況選定控制參數(shù),其次針對生化池反應(yīng)過程復(fù)雜,假設(shè)條件,得到控制方程,然后提出PID控制、模糊控制以及自適應(yīng)模糊PID控制三種方案,在Matlab的軟件中的Simulink仿真工具箱中建立仿真模型得到控制曲線,確定控制策略,在此基礎(chǔ)上采用節(jié)能效果明顯、經(jīng)濟(jì)適用的進(jìn)風(fēng)導(dǎo)葉控制方式,建立以西門子S7-300PLC為控制器的曝氣節(jié)能控制系統(tǒng),該系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)運(yùn)行效果良好,電耗下降16%左右。 本文的研究,以水處理能量綜合平衡分析理論為指導(dǎo),結(jié)合當(dāng)前先進(jìn)的控制技術(shù)與節(jié)能理論,實(shí)現(xiàn)了廢水站的節(jié)能改造,為水處理節(jié)能途徑的改造和實(shí)現(xiàn)提供了新的方法。 【關(guān)鍵詞】：廢水處理 電耗 節(jié)能 葉輪 控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目錄8-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 我國水處理現(xiàn)狀11-12
• 1.2 污水處理能耗現(xiàn)狀12-13
• 1.3 國內(nèi)外廢水處理節(jié)能技術(shù)途徑與手段13-17
• 1.3.1 污水處理能耗能效理論研究方法13-14
• 1.3.2 提高能效的技術(shù)手段14-17
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 工業(yè)廢水處理裝備能耗分析19-31
• 2.1 某工業(yè)廢水處理站處理工藝19-21
• 2.2 某工業(yè)廢水處理站電耗統(tǒng)計(jì)21-24
• 2.3 生化池(?)模型建立24-26
• 2.3.1 炯的定義24
• 2.3.2 生化池的平衡模型24-26
• 2.4 生化池(?)效率計(jì)算26-30
• 2.4.1 實(shí)際需氧量確定26-27
• 2.4.2 生化池(?)平衡分析27-29
• 2.4.3 電耗裝備能量損失分析29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪節(jié)能改型31-41
• 3.1 攪拌機(jī)葉輪改型31-34
• 3.2 改型潛水?dāng)嚢铏C(jī)葉輪數(shù)值模擬分析34-38
• 3.2.1 控制方程34-35
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分35
• 3.2.3 邊界條件和算法35-36
• 3.2.4 改型攪拌機(jī)對池水流場的影響36-38
• 3.3 潛水?dāng)嚢铏C(jī)傳動(dòng)效率比較38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第4章 曝氣系統(tǒng)節(jié)能控制策略設(shè)計(jì)41-57
• 4.1 曝氣系統(tǒng)節(jié)能控制參數(shù)確定41-42
• 4.2 生化池反應(yīng)模型建立42-44
• 4.3 曝氣系統(tǒng)節(jié)能控制策略的選擇44-55
• 4.2.1 PID控制44-47
• 4.2.2 模糊控制47-52
• 4.2.3 自適應(yīng)模糊PID控制52-55
• 4.4 曝氣系統(tǒng)節(jié)能控制策略確定55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第5章 曝氣系統(tǒng)節(jié)能控制實(shí)現(xiàn)57-73
• 5.1 曝氣系統(tǒng)節(jié)能控制方式選擇57-60
• 5.1.1 閥門調(diào)節(jié)方式57
• 5.1.2 改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)方式57-58
• 5.1.3 進(jìn)風(fēng)導(dǎo)葉調(diào)節(jié)方式58-60
• 5.2 曝氣系統(tǒng)節(jié)能控制硬件實(shí)現(xiàn)60-64
• 5.2.1 控制裝置60-61
• 5.2.2 檢測裝置61-63
• 5.2.3 執(zhí)行裝置63-64
• 5.3 曝氣節(jié)能控制算法實(shí)現(xiàn)64-67
• 5.4 曝氣系統(tǒng)節(jié)能控制通訊設(shè)計(jì)67-68
• 5.5 組態(tài)王監(jiān)控設(shè)計(jì)68-70
• 5.5.1 總體流程圖界面設(shè)計(jì)68-69
• 5.5.2 生化池監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)69-70
• 5.6 曝氣系統(tǒng)節(jié)能降耗效果分析70-72
• 5.7 本章小結(jié)72-73
• 第6章 總結(jié)和展望73-75
• 6.1 課題總結(jié)73-74
• 6.2 課題展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 致謝79-81
• 攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果81

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