城市污水處理廠化學(xué)除磷工藝優(yōu)化運(yùn)行與控制系統(tǒng)研究

【摘要】：我國(guó)城市污水處理廠總磷排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格,使得化學(xué)除磷工藝得到廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)污水處理廠的化學(xué)除磷工藝普遍采用定量或者過(guò)量投藥的方式,長(zhǎng)期運(yùn)行不僅造成了藥劑浪費(fèi)、還導(dǎo)致了化學(xué)污泥產(chǎn)量增加和運(yùn)行成本增高等問(wèn)題。因此,本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)性試驗(yàn),對(duì)化學(xué)除磷工藝的運(yùn)行與控制策略進(jìn)行研究,建立了化學(xué)除磷工藝的在線自動(dòng)控制系統(tǒng),優(yōu)化了運(yùn)行策略,并在污水處理廠進(jìn)行了生產(chǎn)應(yīng)用性研究。得到以下主要研究結(jié)論: (1)化學(xué)除磷藥劑的物化性質(zhì)在很大程度上影響到藥劑除磷效率的高低,實(shí)際運(yùn)行的過(guò)量投加系數(shù)β值需要通過(guò)試驗(yàn)確定。污水處理廠批次間化學(xué)除磷藥劑的性能不同,將導(dǎo)致藥劑除磷作用的效果偏差較大。本研究中序批式試驗(yàn)確定的聚合鐵鋁的β值范圍在1.0 ~ 5.0之間。 (2)研究中建立了化學(xué)除磷工藝的自動(dòng)控制系統(tǒng),驗(yàn)證了時(shí)序控制、流量前饋控制、負(fù)荷前饋控制和PID反饋控制四種控制算法的效果。結(jié)果表明:傳統(tǒng)的過(guò)量投藥方式不能保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo),而常量投藥量分別為0.26 mgFe/L污水和0.40 mgFe/L污水時(shí),可以保證出水磷酸鹽濃度達(dá)到1.0 mg/L和0.5 mg/L以下。在進(jìn)水水量和水質(zhì)波動(dòng)不大的情況下,時(shí)序控制能夠較好地控制出水磷酸鹽濃度,用藥量較省,而在波動(dòng)幅度較大時(shí),則難以穩(wěn)定控制出水濃度。前饋控制綜合了進(jìn)水水質(zhì)水量的波動(dòng)、生物池內(nèi)的污泥濃度等因素,可以實(shí)現(xiàn)基于前饋的預(yù)測(cè)投藥。PID反饋控制能夠保證出水磷酸鹽穩(wěn)定達(dá)標(biāo),當(dāng)投藥量達(dá)到0.27 mgFe/L污水時(shí),出水磷酸鹽濃度可穩(wěn)定在1.0 mg/L以下。綜合比較證明,PID反饋控制出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)率最高、用藥量最省,是幾種控制方案中的最優(yōu)方案。 (3)化學(xué)除磷藥劑對(duì)生物處理系統(tǒng)的影響研究結(jié)果表明:嚴(yán)重過(guò)量的鋁鹽投加會(huì)抑制亞硝化細(xì)菌活性,而對(duì)異養(yǎng)菌的抑制作用較小,對(duì)硝化細(xì)菌的抑制作用不明顯。而除磷鐵鹽藥劑則對(duì)微生物活性的影響不明顯。 【關(guān)鍵詞】：城市污水處理廠 化學(xué)除磷 在線控制系統(tǒng) A~2/O工藝
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 概述9-23
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 化學(xué)除磷的原理10-12
• 1.3 化學(xué)除磷工藝與運(yùn)行12-17
• 1.3.1 化學(xué)除磷工藝12-14
• 1.3.2 化學(xué)除磷工藝的藥劑選擇14-15
• 1.3.3 化學(xué)除磷工藝的投加系數(shù)15-16
• 1.3.4 化學(xué)除磷工藝的pH 影響16-17
• 1.4 化學(xué)除磷的過(guò)程控制17-20
• 1.4.1 國(guó)內(nèi)外污水處理廠化學(xué)除磷的自動(dòng)控制17-18
• 1.4.2 A~2/O 工藝除磷過(guò)程的控制18-20
• 1.5 研究目的與內(nèi)容20-23
• 1.5.1 研究目的20
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容20-21
• 1.5.3 技術(shù)路線21-23
• 第2章 城市污水化學(xué)除磷工藝的優(yōu)化運(yùn)行研究23-33
• 2.1 研究方法23-26
• 2.1.1 試驗(yàn)裝置23-24
• 2.1.2 試驗(yàn)條件24-26
• 2.2 研究結(jié)果26-29
• 2.2.1 除磷藥劑的效果比較26
• 2.2.2 除磷藥劑投加系數(shù)的確定26-28
• 2.2.3 除磷藥劑的投藥點(diǎn)比較28
• 2.2.4 除磷藥劑對(duì)pH 的影響28-29
• 2.3 分析與討論29-31
• 2.3.1 化學(xué)除磷的過(guò)量投加系數(shù)確定29-30
• 2.3.2 不同投藥點(diǎn)化學(xué)除磷效果分析30-31
• 2.3.3 藥劑投加對(duì)pH 的影響31
• 2.4 本章小結(jié)31-33
• 第3章 城市污水化學(xué)除磷工藝的在線控制系統(tǒng)研究33-42
• 3.1 研究方法33-35
• 3.1.1 化學(xué)除磷過(guò)程控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)33-34
• 3.1.2 化學(xué)除磷過(guò)程控制的算法設(shè)計(jì)34-35
• 3.2 研究結(jié)果35-40
• 3.2.1 化學(xué)除磷過(guò)程的控制系統(tǒng)35-36
• 3.3.2 化學(xué)除磷過(guò)程的控制算法36-38
• 3.2.3 在線控制系統(tǒng)的人機(jī)界面38-40
• 3.3 分析與討論40
• 3.4 本章小結(jié)40-42
• 第4章 城市污水化學(xué)除磷在線控制系統(tǒng)生產(chǎn)性應(yīng)用研究42-60
• 4.1 研究方法42-45
• 4.1.1 化學(xué)除磷過(guò)程在線控制系統(tǒng)的組建42-43
• 4.1.2 化學(xué)除磷加藥泵的性能測(cè)試43
• 4.1.3 化學(xué)除磷控制算法的參數(shù)調(diào)試43-45
• 4.2 研究結(jié)果45-56
• 4.2.1 化學(xué)除磷過(guò)程在線控制系統(tǒng)45
• 4.2.2 化學(xué)除磷加藥泵的流量曲線45-49
• 4.2.3 各種控制方案的控制效果49-56
• 4.3 分析與討論56-58
• 4.3.1 控制算法的出水濃度比較56-57
• 4.3.2 控制算法的運(yùn)行成本比較57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第5章 城市污水化學(xué)除磷藥劑對(duì)生物處理系統(tǒng)影響研究60-74
• 5.1 研究方法60-63
• 5.1.1 除磷藥劑投加對(duì)污泥活性的影響60-61
• 5.1.2 除磷藥劑投加對(duì)污泥沉降性能的影響61
• 5.1.3 回流污泥中殘留藥劑對(duì)生物除磷作用的影響61-63
• 5.2 研究結(jié)果63-71
• 5.2.1 除磷藥劑投加對(duì)污泥活性的影響63-67
• 5.2.2 除磷藥劑投加對(duì)污泥沉降性能的影響67-69
• 5.2.3 回流污泥中殘留藥劑對(duì)生物除磷作用的影響69-71
• 5.3 分析與討論71-72
• 5.3.1 除磷藥劑投加對(duì)污泥活性的影響71-72
• 5.3.2 除磷藥劑投加對(duì)污泥沉降性能的影響72
• 5.3.3 回流污泥中殘留藥劑對(duì)生物除磷作用的影響72
• 5.4 本章小結(jié)72-74
• 第6章 結(jié)論與建議74-77
• 6.1 主要結(jié)論74-76
• 6.2 建議76-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 致謝82-83
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果83

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