污水處理水力學(xué)分析、控制與泵站節(jié)能分析

【摘要】：隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,國家工業(yè)化程度和人民生活水平的提高,不可避免伴隨著工業(yè)廢水和生活污水量的增加,城市排水系統(tǒng)突顯其重要性。 我國城市污水處理廠的發(fā)展很快,排放標(biāo)準(zhǔn)也日趨嚴(yán)格,為改善水環(huán)境起到關(guān)鍵作用。但因污水處理是能源密集型的綜合技術(shù),一直以來,污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用偏高,能耗大,一定程度上阻礙了我國城市污水處理廠的建設(shè)。提高污水處理廠處理能力,降低建設(shè)、運(yùn)行費(fèi)用,已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題。 建造城市污水處理廠是解決污水問題最有效和最重要的措施,然而,在處理過程中,沒有太關(guān)注運(yùn)行成本這一重要問題,造成很多污水廠運(yùn)營成本過高。因此,如何降低費(fèi)用、節(jié)約成本,已成為一個重要的任務(wù)。 本文以污水管網(wǎng)為對象,提出了基于跳變系統(tǒng)的城市排水系統(tǒng)的水力學(xué)模型建模、控制與泵站節(jié)能研究。以節(jié)能為系統(tǒng)控制目標(biāo),對管網(wǎng)進(jìn)行流量控制。通過對區(qū)域污水流量控制和污水泵站的調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)流量的自動調(diào)節(jié),使水流最終達(dá)到一個平穩(wěn)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。 首先,根據(jù)水力學(xué)模型,建立以排水管網(wǎng)水流為對象,以流量為狀態(tài)的城市排水水力學(xué)狀態(tài)空間模型;在此基礎(chǔ)上,建立城市排水管網(wǎng)水流的馬爾可夫跳變系統(tǒng)模型;并結(jié)合污水處理廠對水流的工藝要求進(jìn)行穩(wěn)定性分析。 其次,在Markov水力學(xué)模型建立和結(jié)合污水處理廠對水流的工藝要求進(jìn)行穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上,應(yīng)用狀態(tài)反饋控制來設(shè)計(jì)H∞狀態(tài)反饋控制器和輸出反饋來設(shè)計(jì)輸出反饋控制器,用來控制水流的波動和流量,使流入污水廠的主管網(wǎng)的污水水量達(dá)到一個穩(wěn)定狀態(tài),滿足污水廠的工藝要求,同時也達(dá)到節(jié)能目的。 最后,為實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步節(jié)能,對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。先分析了水泵節(jié)能的一般原理,通過改變水泵工況點(diǎn)來改變流量或揚(yáng)程,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)泵站節(jié)能;再是對水泵工況點(diǎn)分三種情況進(jìn)行工況分析,分析怎樣調(diào)節(jié)水流使泵站運(yùn)行在高效區(qū);分析了揚(yáng)程與能耗的關(guān)系,如何減少揚(yáng)程來節(jié)能;還分析了水泵運(yùn)行效率,在調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)下,如何使泵站運(yùn)行在高效區(qū),實(shí)現(xiàn)耗能最少。 【關(guān)鍵詞】：Markov跳變系統(tǒng) 模型 穩(wěn)定性 反饋控制 泵站節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TU992.25
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景10-13
• 1.1.1 城市排水概述10-11
• 1.1.2 污水處理系統(tǒng)11-12
• 1.1.3 城市排水存在的主要問題12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 城市排水管網(wǎng)水力學(xué)的研究發(fā)展13-14
• 1.2.2 Markov 模型研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 泵站節(jié)能技術(shù)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 研究的目的和意義16-17
• 1.4 論文的主要工作和內(nèi)容安排17-19
• 第2章 基礎(chǔ)知識19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 污水管網(wǎng)制理論19-21
• 2.2.1 水量波動性19-20
• 2.2.2 污水量變化規(guī)律20-21
• 2.3 圣維南方程21-22
• 2.4 MARKOV 跳變系統(tǒng)22-24
• 2.5 控制理論基礎(chǔ)24-25
• 2.6 泵站理論基礎(chǔ)25-28
• 2.6.1 排水泵站的選擇25-26
• 2.6.2 排水泵站的節(jié)能原理26-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第3章 管網(wǎng)污水的建模與穩(wěn)定性分析29-37
• 3.1 引言29
• 3.2 管網(wǎng)水流分析29-32
• 3.3 管網(wǎng)污水水力學(xué)模型32-35
• 3.3.1 水力學(xué)圣維南方程32-34
• 3.3.2 水力學(xué)Markov 模型34-35
• 3.4 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 污水管網(wǎng)水流平穩(wěn)控制37-47
• 4.1 引言37
• 4.2 污水平穩(wěn)H_∞狀態(tài)反饋控制37-42
• 4.2.1 狀態(tài)反饋H_∞控制器設(shè)計(jì)37-40
• 4.2.2 實(shí)例分析40-42
• 4.3 污水平穩(wěn)輸出反饋控制42-46
• 4.3.1 輸出反饋控制器設(shè)計(jì)42-45
• 4.3.2 實(shí)例分析45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-47
• 第5章 泵站節(jié)能分析47-56
• 5.1 引言47
• 5.2 污水泵站節(jié)能基本原理47-49
• 5.3 污水泵站運(yùn)行工況分析49-50
• 5.4 污水泵站揚(yáng)程與能耗分析50-52
• 5.4.1 揚(yáng)程與能耗分析50-51
• 5.4.2 實(shí)例分析51-52
• 5.5 污水機(jī)泵效率分析52-55
• 5.5.1 基本理論52-53
• 5.5.2 實(shí)例分析53-55
• 5.6 本章小結(jié)55-56
• 第6章 總結(jié)和展望56-58
• 6.1 本文工作總結(jié)56
• 6.2 展望56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 附錄62

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來了解更多相關(guān)內(nèi)容

城市排水系統(tǒng)建模及其控制方法研究    金波

基于預(yù)測控制方法的城市排水系統(tǒng)建模與控制研究    袁剛

城市排水系統(tǒng)非恒定流模擬模型研究    周玉文,戴書健

城市立交橋暴雨積水?dāng)?shù)值模擬    叢翔宇;倪廣恒;惠士博;田富強(qiáng);趙月芬;

泵站調(diào)速節(jié)能的自適應(yīng)控制    段文澤;楊少林;

城市雨水管道計(jì)算模型    岑國平,詹道江,洪嘉年

污水提升泵變頻調(diào)速的非線性控制系統(tǒng)    王家松,汪曉

城市雨洪模型研究    劉俊

香港島南區(qū)雨水管網(wǎng)改造總體規(guī)劃概述    王喜冬

SWMM模型在城市排水系統(tǒng)規(guī)劃中的應(yīng)用    董欣;陳吉寧;趙冬泉;

切換系統(tǒng)進(jìn)展    程代展;郭宇騫;

基于SWMM的北京市典型城區(qū)暴雨洪水模擬分析    叢翔宇;倪廣恒;惠士博;田富強(qiáng);張彤;

基于Capdet Works的污水廠工程項(xiàng)目快速概預(yù)算分析    李學(xué)翔,蔡昌鳳,宮建龍

基于MATLAB的活性污泥法曝氣量模糊控制的仿真實(shí)現(xiàn)    李學(xué)翔,蔡昌鳳,周福來

二沉池硝態(tài)氮分布的CFD模擬    楊麗麗;張明星;曹月波;王曉玲;

污水處理廠生物脫氮除磷工藝選擇    趙寧寧;

GIS環(huán)境下洱海流域降雨徑流模擬研究    張龍;楊昆;

城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)現(xiàn)狀調(diào)查及整改對策研究    邱鴻榮;羅建中;鄭國輝;

徐州市桃園河人工濕地污水處理廠工藝初步設(shè)計(jì)    趙偉;張春艷;王曉;

CAST污水處理工藝中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)    崔寧;高文玲;

上海南區(qū)污水輸送干線世博期間排水安全保障    王娟;張新穎;許越;朱垚;王子龍;白濤;

考慮城市地表徑流的大孔隙瀝青路面的目標(biāo)空隙率    關(guān)彥斌,孔永健,王世紅

Delay-dependent Exponential Stability of Uncertain Stochastic Systems with Time-varying Delay and Nonlinearities    Meng Max Q.-H.;

Adaptive Static Output Feedback Controller Design for Stochastic Jump Systems    

H-infinity Control for a Class of Switched Nonlinear Systems based on Multiple Lyapunov Functions    

GIS技術(shù)在城市排水管網(wǎng)管理與地形三維可視化中的應(yīng)用    趙連柱;孫亞軍;

城市化進(jìn)程中環(huán)境地質(zhì)問題的研究與對策    關(guān)彥斌;王連俊;孔永健;

污水處理廠在城市所處流域水體污染治理中所起作用的研究    趙春雨;

CAST工藝在惠陽污水廠的應(yīng)用和運(yùn)行    陳航;劉惠成;

SWMM模型降雨面源污染模擬適用性分析研究    韓嬌;萬金泉;馬邕文;王艷;

濟(jì)南市城區(qū)暴雨積水二維水動力模擬研究    李傳奇;劉紹青;侯貴兵;

H_∞ Dynamic Output Feedback Control for Discrete-time Markov Jump Systems with partly Unknown Transition Probability    Georgi M.Dimirovski;

基于免疫算法的污水處理系統(tǒng)預(yù)測及優(yōu)化控制研究    葉洪濤

分區(qū)管理模式給水管網(wǎng)的水力分析與模擬技術(shù)研究    刁克功

水信息技術(shù)在城市雨洪系統(tǒng)中的應(yīng)用研究    馬立山

城市輸配水管網(wǎng)可靠性研究    莊寶玉

長江三角洲地區(qū)小流域環(huán)境變化對水文過程影響研究    徐金濤

污水處理過程模擬及系統(tǒng)軟件開發(fā)    張晶

幾類切換模糊系統(tǒng)的鎮(zhèn)定控制設(shè)計(jì)    劉毅

切換線性時滯系統(tǒng)的跟蹤控制    李慶奎

若干類切換系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與設(shè)計(jì)    史書慧

線性切換系統(tǒng)的若干問題研究    丁大偉

丘陵山區(qū)重力式村鎮(zhèn)供水管網(wǎng)優(yōu)化及安全調(diào)控研究    張峰

基于模糊控制的變頻變壓供水系統(tǒng)的研究與應(yīng)用    楊旭

杭州城市水災(zāi)與城市發(fā)展關(guān)系研究    程華華

基于GIS和SWMM的城市洪水模擬與分析    史蕊

昆明市污水處理廠能耗分析與節(jié)能技術(shù)研究    鄒許鑫

基于ArcEngine與DWGDirect.net的管網(wǎng)剖面可視化算法    王達(dá)

人工降雨模擬地表污染物沖刷規(guī)律及初期效應(yīng)分析    何流

合流制排水管道沉積物調(diào)查研究    朱永明

化學(xué)鍍鎳廢液的電化學(xué)處理技術(shù)的研究    王昊

基于數(shù)據(jù)的城市污水泵站系統(tǒng)建模與控制應(yīng)用研究    張學(xué)同

城市排水系統(tǒng)非恒定流模擬模型研究    周玉文,戴書健

城市排水管網(wǎng)對排水系統(tǒng)安全運(yùn)行的影響    王鴻云;李永生;萬運(yùn)良;李麗巖;

預(yù)測模糊控制及其在 ASVG 上的實(shí)現(xiàn)    沈沉,孫元章,盧強(qiáng)

泵站調(diào)速節(jié)能的自適應(yīng)控制    段文澤;楊少林;

城市雨水管道計(jì)算模型    岑國平,詹道江,洪嘉年

中國城市供水排水發(fā)展特征及對策    宋序彤

污水提升泵變頻調(diào)速的非線性控制系統(tǒng)    王家松,汪曉

城市排水系統(tǒng)實(shí)時控制的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢    湯海;李田;

國外城市排水系統(tǒng)的發(fā)展與啟示    王文遠(yuǎn),王超

基于數(shù)據(jù)的城市污水泵站系統(tǒng)建模    張學(xué)同;徐哲;左燕;趙曉東;薛安克;

復(fù)雜系統(tǒng)的預(yù)測控制及其應(yīng)用    李常賢

渠道自動運(yùn)行魯棒控制的理論研究    尚濤

城市排水系統(tǒng)預(yù)測控制算法研究    朱紅林

城市排水管網(wǎng)水動力學(xué)模型研究綜述    黃學(xué)平;柯穎;

基于WSN的排污管網(wǎng)水位檢測技術(shù)研究    荊向峰

城市雨水徑流模型研究    周玉文,趙洪賓

瞬時單位線法求雨水管網(wǎng)系統(tǒng)入流流量過程線的數(shù)值計(jì)算方法    周玉文,趙洪賓,李玉華

城市雨洪模型在天津市區(qū)排水分析計(jì)算中的應(yīng)用    劉俊,徐向陽

介紹一種較適合我國的城市雨水徑流模型——伊里諾斯城市排水模型的檢驗(yàn)    岑國平;

瞬時單位線法推求雨水管網(wǎng)入流流量過程線的研究    周玉文,孟昭魯

城市雨水管網(wǎng)非線性運(yùn)動波法模擬技術(shù)    周玉文,孟昭魯,宋軍

沈陽市市政排水設(shè)施檔案管理系統(tǒng)    周玉文,張忠秀,李陽,曹麗虹

從群集到社會行為控制    程代展,陳翰馥

牛頓迭代逼近法求解雨水管道非線性運(yùn)動波方程    周玉文，孟昭魯，梁怡達(dá)，崔全

城市供水系統(tǒng)建模方法研究    段文澤,劉士榮

關(guān)于城市排水管網(wǎng)改造時應(yīng)綜合考慮的幾個問題    丁孟龍;

論城市排水管網(wǎng)的建設(shè)與管理    黃翠柳;

《城市排水管網(wǎng)數(shù)字化管理理論與應(yīng)用》已出版發(fā)行    趙冬泉;

論城市排水管網(wǎng)資料的科學(xué)規(guī)范化管理    張曉紅;

城市排水管網(wǎng)的管理養(yǎng)護(hù)技術(shù)探討    楊卉;

城市排水管網(wǎng)的現(xiàn)代化管理研究    段小英;李廣萍;

對城市排水管網(wǎng)建設(shè)的幾點(diǎn)建議    尚錢斌;

無錫市城市排水管網(wǎng)的信息化建設(shè)與應(yīng)用    何人杰;劉艷臣;吳林安;吳偉;徐瑛;錢東平;李激;

計(jì)算機(jī)在城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用    耿為民,李劍

淺談城市排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施管理    劉如平

基于氣候變暖情景的城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)可持續(xù)管理框架    劉興坡;

城市排水管網(wǎng)污泥處置技術(shù)    高穎;李學(xué)義;王冰;

城市地下排水管網(wǎng)GIS控件的設(shè)計(jì)與開發(fā)    賀力;

基于圖論的城市排水管網(wǎng)GIS空間數(shù)據(jù)模型研究    姜永發(fā);張書亮;曾巧玲;閭國年;

GIS技術(shù)在城市排水管網(wǎng)管理與地形三維可視化中的應(yīng)用    趙連柱;孫亞軍;

我省城市排水管網(wǎng)七年增加2283公里    通訊員 安瑞 記者 ?；?/span>

鐵路系統(tǒng)排水逐步并入城市集污管網(wǎng)    記者 謝亞東

110個電子眼監(jiān)控城市排水管網(wǎng)    記者 張翰軒

廣州擬整治違法直排污水    本報見習(xí)記者 鄧慧玲

保障城市排水管網(wǎng)“血脈”暢通    程宇東 劉蕓

泰州市發(fā)放首批排水許可證    蔣鳴 錢舜

城市排水管網(wǎng)不堪重負(fù)    張際達(dá)

邯鄲對餐飲和洗浴業(yè)排水進(jìn)行專項(xiàng)治理    張金才

盡快解決城市排水管網(wǎng)改造問題    記者 姚富昌

太原嚴(yán)查九類損毀市政設(shè)施行為    記者 郭強(qiáng)實(shí)習(xí)生 張乃月

基于模型的城市排水管網(wǎng)積水災(zāi)害評價與防治研究    王磊

城市排水管網(wǎng)地理信息系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)    馬駿

地理信息系統(tǒng)在城市排水管網(wǎng)中的應(yīng)用    鄧春穎

城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)模擬方法和應(yīng)用    謝瑩瑩

城市排水管網(wǎng)水動力及水質(zhì)轉(zhuǎn)化模型研究    馮良記

城市排水管網(wǎng)三維建模及可視化研究    魏碧勝

城市排水管網(wǎng)水力學(xué)模型新方法及泵站節(jié)能技術(shù)研究    何楊

地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市排水管網(wǎng)中的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用    殷濤

基于GIS的城市排水管網(wǎng)規(guī)劃及管理系統(tǒng)的開發(fā)研究    陳勇民

基于GeoDatabase的城市排水管網(wǎng)建模的應(yīng)用研究    姚宇

基于GIS的城市排水管網(wǎng)動態(tài)規(guī)劃管理評價系統(tǒng)構(gòu)建    陳銀川