最優(yōu)化控制在污水處理廠生化池中節(jié)能降耗的研究

【摘要】：隨著國家“節(jié)能減排”工作的深入開展,大家普遍關(guān)注的是污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行及節(jié)能?，F(xiàn)狀生活污水普遍采用活性污泥法進(jìn)行處理,進(jìn)水流量、內(nèi)外回流量、曝氣量的優(yōu)化調(diào)控等是主要的節(jié)能措施,其中最關(guān)鍵且行之有效的辦法即是曝氣量的調(diào)節(jié)。 本文是對昆明市第二污水處理廠進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上,針對該廠目前采用活性污泥法處理生活污水存在的運(yùn)行費(fèi)用較高問題,將現(xiàn)狀表面曝氣工藝改造為鼓風(fēng)曝氣工藝,將廢水處理理論、現(xiàn)代控制論的觀點和系統(tǒng)分析方法進(jìn)行全面應(yīng)用,以活性污泥最優(yōu)控制研究為基礎(chǔ),建立以曝氣池中溶解氧濃度(DO)、污泥排放量(Qw)為控制變量,以底物濃度BOD、污泥濃度為狀態(tài)變量,以包括剩余污泥處理、污泥回流和供氣這三者的運(yùn)行費(fèi)用(即能耗)之和作為性能指標(biāo),同時以出水水質(zhì)作為約束條件建立最優(yōu)控制數(shù)學(xué)模型。 本文計算過程采用梯度法,并且利用C語言編程,通過計算得出：在滿足同一出水水質(zhì)前提下,控制不同的溶解氧濃度(DO)和污泥排放量(Qw)得出所需的運(yùn)行費(fèi)用,結(jié)果顯示：所需運(yùn)行費(fèi)用最小時,DO需控制在1.8mg/L, Qw控制在1560m3/d(單池390m3/d)左右時。 該課題旨在結(jié)合昆明當(dāng)?shù)氐膶嶋H污水處理廠,研究城市污水處理廠的高效、節(jié)能、智能、可靠運(yùn)行。課題完成后將大大降低課題所實施污水處理廠的能耗水平,提高昆明市污水處理行業(yè)的技術(shù)水平,為緩解我國日益嚴(yán)峻的能源危機(jī)提供示范。課題的實施和推廣將會給昆明市、云南省乃至全國的污水處理和相關(guān)行業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)、社會與環(huán)境效益。 【關(guān)鍵詞】：節(jié)能 活性污泥 最優(yōu)控制 溶解氧濃度 污泥排放量 梯度法
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 1 緒論9-20
• 1.1 課題研究背景9-11
• 1.2 我國城市污水處理工程存在的節(jié)能問題11-13
• 1.3 污水處理廠節(jié)能降耗技術(shù)的國內(nèi)外研究13-16
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容及方法16-19
• 1.5 本課題主要創(chuàng)新點19-20
• 2 最優(yōu)控制理論在污水生化池建模中的應(yīng)用20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 污水處理過程的控制研究20-25
• 2.3 污水處理過程最優(yōu)化問題的組成及數(shù)學(xué)模型的選擇25-27
• 3 昆明市第二污水處理廠現(xiàn)狀、存在問題及升級改造可行性分析27-43
• 3.1 昆明第二污水處理廠現(xiàn)狀27-30
• 3.2 生化池曝氣方式改造方案30-41
• 3.3 理論節(jié)能效果與結(jié)論41-43
• 4 結(jié)合昆明市第二污水處理廠進(jìn)行建模43-65
• 4.1 引言43
• 4.2 污水處理系統(tǒng)工藝優(yōu)化設(shè)計建模步驟43-45
• 4.3 生化池建模機(jī)理(曝氣機(jī)理)45-46
• 4.4 生化池建模46-55
• 4.5 最優(yōu)控制的計算方法及其計算機(jī)程序55-59
• 4.6 計算結(jié)果及分析59-64
• 4.7 節(jié)能成效分析64-65
• 5 結(jié)論與展望65-67
• 5.1 結(jié)論65-66
• 5.2 展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-76
• 附錄一76-77
• 附錄二77-85
• 附錄三85-86

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