城市污水處理廠曝氣系統(tǒng)節(jié)能降耗控制策略試驗(yàn)研究

【摘要】：可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所秉持的基本宏觀戰(zhàn)略，在當(dāng)前世界能源儲(chǔ)備短缺、能源消耗與日俱增的大背景下，節(jié)能降耗已成為我國(guó)各行業(yè)發(fā)展所必需遵循的基本原則。污水處理廠作為城市污水處理的主要載體，數(shù)量眾多，其能耗總量巨大，因此對(duì)污水處理廠節(jié)能降耗進(jìn)行研究是十分必要的。活性污泥系統(tǒng)中曝氣能耗占污水處理廠總能耗的40-60%，是污水處理廠節(jié)能降耗的首要目標(biāo)。 本文圍繞污水處理廠曝氣系統(tǒng)節(jié)能降耗控制策略和相關(guān)的關(guān)鍵問題展開研究，主要包括三方面內(nèi)容：1、以序批式活性污泥小試系統(tǒng)(SBR)作為試驗(yàn)對(duì)象，研究曝氣過程中，污水處理各指標(biāo)的變化規(guī)律，提出了以溶解氧(DO)-氧化還原電位(ORP)雙參數(shù)控制的曝氣系統(tǒng)曝氣量控制策略；2、探究了連續(xù)流活性污泥小試系統(tǒng)中ORP變化規(guī)律，探討了將ORP作為連續(xù)流活性污泥系統(tǒng)曝氣控制參數(shù)的可行性；3、探究了移動(dòng)床式生物反應(yīng)器(MBBR)工藝中填料強(qiáng)化氧傳質(zhì)的影響，為該工藝相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化提供參考。 DO-ORP作為曝氣控制參數(shù)在序批式活性污泥系統(tǒng)中的應(yīng)用的研究結(jié)果表明： （1）DO在系統(tǒng)運(yùn)行過程中的變化規(guī)律為首先進(jìn)入低值平臺(tái)期，而后迅速上升，最終穩(wěn)定于某一高值。ORP變化規(guī)律則是首先呈下降的態(tài)勢(shì)，當(dāng)污水中的有機(jī)物被消耗殆盡后，系統(tǒng)的ORP迅速上升直至穩(wěn)定，ORP變化整體呈V字形。pH在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)首先呈上升態(tài)勢(shì)，而后，隨著硝化作用的深入進(jìn)行，逐步回落。 （2）將系統(tǒng)DO和ORP整體變化進(jìn)行擬合，其對(duì)應(yīng)方程階數(shù)低、R2精度高，擬合方程與實(shí)際對(duì)應(yīng)值擬合度較高，系統(tǒng)的運(yùn)行過程可以通過擬合公式反映并做出預(yù)判；根據(jù)DO值以及ORP的MSC值相結(jié)合共同提出針對(duì)該SBR系統(tǒng)曝氣的節(jié)點(diǎn)控制策略。 連續(xù)流活性污泥小試系統(tǒng)中氧化還原電位變化規(guī)律研究結(jié)果表明： （1）在連續(xù)流活性污泥系統(tǒng)中，水質(zhì)條件復(fù)雜，水質(zhì)波動(dòng)較大，DO和ORP在數(shù)值上沒有直接的正反比例關(guān)系，因此不能將ORP作為溶解氧的輔助參數(shù)，而是需將兩者作為各自獨(dú)立的參數(shù)分別對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。 （2）穩(wěn)定活性污泥系統(tǒng)中溫度對(duì)氧化還原電位的影響較小。而DO受到溫度的影響較為明顯。 MBBR工藝中填料氧傳質(zhì)效率影響的試驗(yàn)研究結(jié)果表明： （1）清水測(cè)試中，填料投加前后清水中的氧轉(zhuǎn)移效率提升了10.7%。隨著填料填充率的增加，水中的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的變化態(tài)勢(shì)，當(dāng)填充率達(dá)到30%時(shí)，氧轉(zhuǎn)移系數(shù)最高。 （2）在混合液試驗(yàn)中，當(dāng)投加未掛膜填料時(shí)，隨著填充率的增加，水體中的氧轉(zhuǎn)移系數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的變化態(tài)勢(shì)，當(dāng)填充率達(dá)到40%時(shí)，水體中的氧轉(zhuǎn)移效率達(dá)到最大值，較未投加填料前上升了約10%。 【關(guān)鍵詞】：節(jié)能降耗 控制策略 氧化還原電位 氧轉(zhuǎn)移系數(shù) 填料填充比
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：X703.1
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 緒論12-27
• 1.1 國(guó)內(nèi)外污水處理廠概況12-13
• 1.2 城市污水處理廠能效分布現(xiàn)狀13-15
• 1.3 污水處理曝氣系統(tǒng)控制方式及控制參數(shù)選用現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 污水廠曝氣系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 污水處理廠運(yùn)行控制方式現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 污水處理廠自動(dòng)控制方式及存在的問題17-19
• 1.3.4 污水處理控制參數(shù)的選用現(xiàn)狀19
• 1.4 污水處理廠曝氣系統(tǒng)的運(yùn)行方式及評(píng)價(jià)指標(biāo)19-21
• 1.4.1 曝氣方式20
• 1.4.2 曝氣設(shè)備及評(píng)價(jià)指標(biāo)20-21
• 1.5 污水中氧轉(zhuǎn)移研究現(xiàn)狀及影響因素21-25
• 1.5.1 污水中氧傳質(zhì)理論研究進(jìn)展21-22
• 1.5.2 氧轉(zhuǎn)移原理探究22-23
• 1.5.3 氧總轉(zhuǎn)移系數(shù) KLa23-25
• 1.6 移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器污水工藝25-27
• 1.6.1 移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器工藝概述25
• 1.6.2 移動(dòng)式生物膜反應(yīng)器工藝特點(diǎn)及應(yīng)用25-27
• 第2章 課題來源及研究思路27-31
• 2.1 課題來源27
• 2.2 課題研究的背景27
• 2.3 課題研究的目的和意義27-31
• 2.3.1 課題研究的目的27-28
• 2.3.2 課題研究的意義28
• 2.3.3 課題的研究?jī)?nèi)容28-29
• 2.3.4 試驗(yàn)分析方法29-31
• 第3章 DO-ORP 作為曝氣控制參數(shù)在序批式活性污泥系統(tǒng)中的應(yīng)用研究31-42
• 3.1 ORP 在 SBR 活性污泥系統(tǒng)中的研究現(xiàn)狀31-32
• 3.2 試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法32-34
• 3.2.1 試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)條件32-33
• 3.2.2 試驗(yàn)方案及數(shù)據(jù)處理方法33-34
• 3.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析34-41
• 3.3.1 非限制性曝氣模式下各指標(biāo)變化規(guī)律34-35
• 3.3.2 DO，ORP，pH，COD 在反應(yīng)周期內(nèi)的變化規(guī)律35-37
• 3.3.3 限制性曝氣模式最優(yōu)氣量結(jié)果分析37-38
• 3.3.4 DO-ORP 分段氣量控制模型的建立38-39
• 3.3.5 系統(tǒng)控制策略的制定39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 連續(xù)流活性污泥系統(tǒng)中氧化還原電位變化規(guī)律研究42-57
• 4.1 氧化還原電位概述及研究進(jìn)展42-46
• 4.1.1 氧化還原電位概述42-43
• 4.1.2 氧化還原電位影響因素43-45
• 4.1.3 氧化還原電位的研究進(jìn)展45-46
• 4.2 活性污泥系統(tǒng)中氧化還原電位變化規(guī)律研究46-53
• 4.2.1 試驗(yàn)?zāi)康暮脱芯績(jī)?nèi)容46
• 4.2.2 試驗(yàn)系統(tǒng)和試驗(yàn)設(shè)備46-48
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析48-53
• 4.3 青島市李村河污水廠生物池好氧段沿程 ORP 監(jiān)測(cè)結(jié)果分析53-56
• 4.3.1 污水處理廠概況53
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸囼?yàn)方法53-54
• 4.3.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果及討論54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第5章 MBBR 工藝中懸浮填料對(duì)氧傳質(zhì)的影響的試驗(yàn)研究57-68
• 5.1 試驗(yàn)原理和試驗(yàn)?zāi)康?/span>57-62
• 5.1.1 試驗(yàn)原理57-59
• 5.1.2 試驗(yàn)裝置及操作方法59-62
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析62-66
• 5.2.1 填料投加對(duì)清水中氧轉(zhuǎn)移的影響62-63
• 5.2.2 填料投加對(duì)濁水中氧轉(zhuǎn)移的影響63-65
• 5.2.3 填料對(duì)不同空氣擴(kuò)散裝置充氧性能的影響65-66
• 5.3 本章小結(jié)66-68
• 第6章 結(jié)論與建議68-70
• 6.1 主要結(jié)論68-69
• 6.2 建議69-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76-77
• 致謝77

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