污水處理廠節(jié)能控制策略的研究和工程應(yīng)用

【摘要】： 傳統(tǒng)的廢水生物處理工藝由于采用簡(jiǎn)單而機(jī)械的運(yùn)行模式,處理過(guò)程中能量的損耗和浪費(fèi)(主要是電力)較為嚴(yán)重。隨著自動(dòng)控制理論和技術(shù)的進(jìn)步,特別是二十世紀(jì)七十年代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展并應(yīng)用于自控領(lǐng)域,基于生物方法的各種新型污水處理工藝(例如SBR工藝)逐漸取代了傳統(tǒng)工藝。人們開(kāi)始對(duì)污水處理系統(tǒng)中的生物代謝機(jī)理,反應(yīng)模式作更深入的量化的研究,并利用更先進(jìn)的自控技術(shù)和控制理念來(lái)改造系統(tǒng),從而達(dá)到更節(jié)能,更高效的目的。 發(fā)達(dá)國(guó)家在污水的二級(jí)處理普及以后投入大量資金和科研力量加強(qiáng)污水處理設(shè)施的監(jiān)測(cè)、運(yùn)行和管理,逐步實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制、報(bào)警、計(jì)算和瞬時(shí)記錄。近年來(lái)更有學(xué)者把目光投向智能控制系統(tǒng)的研究上,包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、學(xué)習(xí)控制和專家控制等,并取得了一定的進(jìn)展。國(guó)內(nèi)受條件限制,在控制系統(tǒng)的研究和應(yīng)用上起步較晚,直到二十世紀(jì)90年代污水廠才引入自動(dòng)控制系統(tǒng),且大多為引進(jìn)成套的國(guó)外自控設(shè)備,價(jià)格昂貴,然而有些系統(tǒng)并不符合國(guó)內(nèi)的實(shí)際需求。因此,研究如何設(shè)計(jì)適應(yīng)我國(guó)目前發(fā)展水平,符合國(guó)內(nèi)污水處理要求的自動(dòng)控制系統(tǒng)則是放在我們眼前的一個(gè)迫切任務(wù)。 本課題是以在建的福建省龍海污水處理廠三期工程為應(yīng)用基礎(chǔ),嘗試自主開(kāi)發(fā)一套適應(yīng)當(dāng)?shù)匕l(fā)展?fàn)顩r,經(jīng)濟(jì)且符合節(jié)能增效目標(biāo)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 本文綜述了應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外污水處理系統(tǒng)中的各種類型的控制模式和自控系統(tǒng)的特點(diǎn),以及當(dāng)前在自動(dòng)控制理論與模式研究上所取得的最新進(jìn)展。通過(guò)對(duì)這些實(shí)例和研究成果的分析比較,并結(jié)合龍海污水處理廠ICEAS工藝的特點(diǎn),研究確定了該廠的節(jié)能控制策略。該策略以學(xué)習(xí)控制為基礎(chǔ),既能夠有效地降低能耗,又減少了系統(tǒng)對(duì)昂貴的在線儀表的過(guò)度依賴,在效果和投入上獲得了一個(gè)平衡點(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效益。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了軟硬件的設(shè)計(jì),并最終投入實(shí)際應(yīng)用。 【關(guān)鍵詞】：污水處理 廢水生物處理工藝 ICEAS工藝 自動(dòng)控制系統(tǒng) 學(xué)習(xí)控制系統(tǒng) 節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-12
• 第2章 活性污泥法污水處理工藝概述12-25
• 2.1 活性污泥法污水處理的原理12
• 2.2 活性污泥法的幾種常用的工藝12-23
• 2.2.1 A/O 工藝和A2/O 工藝12-14
• 2.2.2 氧化溝工藝14-16
• 2.2.3 SBR 工藝16-19
• 2.2.4 ICEAS 工藝19-22
• 2.2.5 其它新工藝22-23
• 2.3 分析和小結(jié)23-25
• 第3章 污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)概述25-31
• 3.1 自控系統(tǒng)按控制模式分類25-28
• 3.1.1 時(shí)序控制25-26
• 3.1.2 反饋控制26
• 3.1.3 多重反饋控制26-27
• 3.1.4 智能控制27-28
• 3.2 自控系統(tǒng)按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類28-30
• 3.3 小結(jié)30-31
• 第4章 龍海污水廠控制策略的研究和制定31-43
• 4.1 基本控制策略31-36
• 4.1.1 ICEAS 的工藝流程31-33
• 4.1.2 龍海三期工程主反應(yīng)流程的控制策略33-36
• 4.2 節(jié)能控制策略36-41
• 4.2.1 國(guó)內(nèi)外節(jié)能控制研究的前沿37-38
• 4.2.2 適合龍海污水廠節(jié)能策略的分析38-41
• 4.3 小結(jié)41-43
• 第5章 軟硬件設(shè)計(jì)和工程實(shí)施43-48
• 5.1 電控柜和自控系統(tǒng)硬件升級(jí)43-45
• 5.2 PLC 程序設(shè)計(jì)45-47
• 5.3 上位機(jī)程序設(shè)計(jì)47-48
• 第6章 結(jié)論與思考48-50
• 6.1 結(jié)論48-49
• 6.2 思考49-50
• 參考文獻(xiàn)50-53
• 致謝53-54
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文54-56

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