最优化控制在污水处理厂生化池中节能降耗的研究

【摘要】：随着国家“节能减排”工作的深入开展,大家普遍关注的是污水处理厂的稳定运行及节能。现状生活污水普遍采用活性污泥法进行处理,进水流量、内外回流量、曝气量的优化调控等是主要的节能措施,其中最关键且行之有效的办法即是曝气量的调节。 本文是对昆明市第二污水处理厂进行调研的基础上,针对该厂目前采用活性污泥法处理生活污水存在的运行费用较高问题,将现状表面曝气工艺改造为鼓风曝气工艺,将废水处理理论、现代控制论的观点和系统分析方法进行全面应用,以活性污泥最优控制研究为基础,建立以曝气池中溶解氧浓度(DO)、污泥排放量(Qw)为控制变量,以底物浓度BOD、污泥浓度为状态变量,以包括剩余污泥处理、污泥回流和供气这三者的运行费用(即能耗)之和作为性能指标,同时以出水水质作为约束条件建立最优控制数学模型。 本文计算过程采用梯度法,并且利用C语言编程,通过计算得出：在满足同一出水水质前提下,控制不同的溶解氧浓度(DO)和污泥排放量(Qw)得出所需的运行费用,结果显示：所需运行费用最小时,DO需控制在1.8mg/L, Qw控制在1560m3/d(单池390m3/d)左右时。 该课题旨在结合昆明当地的实际污水处理厂,研究城市污水处理厂的高效、节能、智能、可靠运行。课题完成后将大大降低课题所实施污水处理厂的能耗水平,提高昆明市污水处理行业的技术水平,为缓解我国日益严峻的能源危机提供示范。课题的实施和推广将会给昆明市、云南省乃至全国的污水处理和相关行业带来显著的经济、社会与环境效益。 【关键词】：节能 活性污泥 最优控制 溶解氧浓度 污泥排放量 梯度法
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 课题研究背景9-11
• 1.2 我国城市污水处理工程存在的节能问题11-13
• 1.3 污水处理厂节能降耗技术的国内外研究13-16
• 1.4 本课题主要研究内容及方法16-19
• 1.5 本课题主要创新点19-20
• 2 最优控制理论在污水生化池建模中的应用20-27
• 2.1 引言20
• 2.2 污水处理过程的控制研究20-25
• 2.3 污水处理过程最优化问题的组成及数学模型的选择25-27
• 3 昆明市第二污水处理厂现状、存在问题及升级改造可行性分析27-43
• 3.1 昆明第二污水处理厂现状27-30
• 3.2 生化池曝气方式改造方案30-41
• 3.3 理论节能效果与结论41-43
• 4 结合昆明市第二污水处理厂进行建模43-65
• 4.1 引言43
• 4.2 污水处理系统工艺优化设计建模步骤43-45
• 4.3 生化池建模机理(曝气机理)45-46
• 4.4 生化池建模46-55
• 4.5 最优控制的计算方法及其计算机程序55-59
• 4.6 计算结果及分析59-64
• 4.7 节能成效分析64-65
• 5 结论与展望65-67
• 5.1 结论65-66
• 5.2 展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-76
• 附录一76-77
• 附录二77-85
• 附录三85-86

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

城市污水处理能耗能效研究进展    高旭,龙腾锐,郭劲松

厌氧法污水处理系统的优化设计    隋军,王宝贞

华东地区城市污水处理厂运行成本分析    周斌

城市污水生物—生态处理工艺的能效分析    章北平;刘礼祥;陆谢娟;吴晓晖;龙腾锐;

城市污水处理厂全流程节能降耗优化运行策略    刘礼祥;张金松;施汉昌;何苗;

污水处理厂泵站与曝气系统的节能途径    林荣忱,李金河,林文波

活性污泥数学模型的发展和使用    汪慧贞,吴俊奇

污水处理流程优化动态规划    蒋惠忠

人工神经网络和专家系统在污水生物处理系统中的应用    高景峰,彭永臻,王淑莹

污水生物处理单元能量平衡与分析方法研究与应用    龙腾锐,高旭

污水处理厂能耗分析与节能技术研究进展    王夙;刘峻;

曝气生物滤池处理微污染原水的动力学模型    程小文;张文艺;蔡建安;

Fe/C微电解法处理对氯硝基苯废水的研究    周学明;杨嫣嫣;

ANAMMOX滤池的启动及运行研究    韩晓晶;郑俊;孟海玲;陈慧娣;

沿海软基城市污水收集处理系统现状、问题及改进思路    金丹越;白献宇;徐南妮;

城市污水处理及绿化回用的研究    陈耀兵;王维;杨小平;

三峡库区重庆段污水处理厂运行现状研究    龚玲;钟成华;邓春光;胡霞;

发酵草屑在低有机质污泥堆肥中的作用    姚天举;李纪周;赵芳;黄叶;

土滤法处理生活污水对土壤理化性质的影响    吴桃娥;袁宜如;计斌;徐幸福;

基于污泥浓度分区技术的理论研究    李明明;崔燕平;邢传宏;阚灵佳;王素兰;

乳制品公司废水处理的研究进展    马丽卫;翟海瑞;王倩;张利娟;杨劲松;

畜禽废水的处理方法及畜禽养殖的清洁生产    傅学起;谭海周;

铸件挽救经济决策模型    夏伯才;钱翰城;王永强;姚向东;

铸件挽救经济决策模型    夏伯才;钱翰城;王永强;姚向东;

论国内城市污水处理现状及发展趋势    吴坚;罗春;马立实;周超平;

基于VC++的移动曲面拟合等高线生成算法研究    李明峰;陈春晖;谈俊忠;

波形潜流湿地对低浓度生活污水净化效果的研究    曾祥英;章北平;孙高升;

低浓度城市污水兼性生化工艺参数的优化    曾祥英;李尔;

天津市水污染现状及对策浅论    赵翌晨;

基于人工神经网络的污水处理应用性研究的探讨    黄明智;马邕文;万金泉;黄明护;

层状氢氧化镁铝的改性与成型及其对磷/氮阴离子的吸附脱除性能    邢坤

污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究    杨红

内循环三相流化床生物高效降解炼油污水技术研究    秦统福

人工湿地处理城镇污水和猪场废水研究    李淑兰

智能化控制SBBR处理城市污水脱氮除磷性能和微生物学研究    金云霄

人工湿地减排温室气体估算研究    潘涛

绿针假单胞菌株SY-02的分离鉴定、激光诱变及石油烃降解特性    张子间

基于免疫算法的污水处理系统预测及优化控制研究    叶洪涛

自由界面多次波的预测与衰减    谭军

内燃机曲轴角振动模态识别方法的研究及应用    华春蓉

高浓度污泥分区机理及适用组件研制    李明明

一种新型厌氧化反应器的研制与启动试验研究    孙延格

UCT工艺脱氮除磷运行优化试验与研究    郭姣

A~2/O~2在工艺不同运行方式下的脱氮试验研究    李石磊

土酸介质中锌缓蚀剂的研制    任晓英

维生素C行业清洁生产分析及废水厌氧启动研究    孙润超

民营企业污水处理BOT模式研究    吴科昌

基于PLC控制的生活污水处理控制系统设计    姚白莹

新型气升式三相内循环反应器处理生活污水的研究    蒋晓昊

悬浮填料生物转筒处理生活污水的研究    晁聪

活性污泥模型NO.1及“SSSP程序”在中国污水厂适用性的初步探讨    汪慧贞,曹秀芹

污水处理厂消化池节能及污泥处理设施固体回收率    林荣忱,钟志鹏,林文波

城市污水处理厂运行管理优化方案    张建文,张海燕

城市污水处理厂沼气发电的两种方式    林荣忱,周伟丽,林文波,李玉庆

活性污泥法动力学模型研究进展和展望    卢培利,张代钧,刘颖,王飞

城市污水处理能耗能效研究进展    高旭,龙腾锐,郭劲松

污水生物处理模糊控制的研发现状    高景峰,彭永臻,王淑莹

我国城市供水状况及节水对策    赵明,舒春敏

自动控制在污水生物处理技术中的应用    秦蓉;

关于污水处理厂设计中几个问题的探讨    周雹

活性污泥法污水处理过程仿真软件设计及在控制中的应用    商敏儿

指示生物测评污水厂净化能力的研究    王春丽;刘慧;米海蓉;

治污:21世纪最诱人的市场    于立岳

污水处理厂生物泡沫的预防和控制方法    李宝新;金波;

吴忠市污水处理厂试运行过程中生物镜检法的应用    柳建军,李明环,方世昌

国外污水处理厂升级改造实例    张辰;

污水处理过程的均一性    葛敬云;

污水处理厂CAST工艺的调试及运行    姚奇;刘岩;李欢;张悦;

百乐克工艺在宝应县污水处理厂中的应用    孔宇;沈巍;

上海竹园第二污水处理厂的工艺设计及调试管理方案研究    王(韦华);林哲;戴维良;程晓波;

AB工艺污水厂冬季运行效果分析    姚俊芹;易红星;魏震华;刘志辉;

污水厂运行管理探讨    刘惠成;张信武;陈航;

污水处理厂污泥无害化处置与资源化技术研究    班福忱;程琳;张佩泽;苑晓叶;

我国城镇污水处理系统能源回收的潜力分析    雷洋;王玉明;杨勇;郑祥;

污水处理厂的恶臭污染控制    耿静;王元刚;李秀荣;徐金凤;

污水处理厂曝气控制    夏文辉;刘芬;周雹;

污水处理厂污泥处理、处置、综合利用现状及发展趋势    隋军;汪传新;牛樱;陈诒龙;

探索城市污水处理行业市场化改革    朱晓敏;邹建萍;张瀚;

关于污水处理厂鼓风机房设计中几个问题的探讨    宋汝华;

桐乡污水处理厂除臭工程简介    李昌湖;王炜;张铁成;

海口市白沙门污水处理厂消化池的启动经验    何霞;李月影;

福州洋里祥坂两家污水厂招标转让    林银来 王帆宇

市污水处理厂通过省环保专项验收    李平

加快污水厂建设步伐 足额征收污水处理费    刘剑辉

我市污水厂2010年全部“达标”    杨捷　实习生 张玲玲 通讯员　汪小云

固原污水处理厂运行有些难    记者　李志廷

大生态碧水蓝天映宝鸡    本报记者 马庆昆

众多水业“大牌”角逐海南运营市场    本报记者 陈湘静

为有源头活水来    记者 叶子 通讯员 轩永利

污水处理厂何时摆脱尴尬处境？    记者　 吴正楠 见习记者 王云祥 实习生 王博 黄梅

今年力争污水处理能力超86%    本报记者 司徒漪

深圳河及沿岸污水处理厂典型雌激素微生物转化研究    王凌云

碱性磷酸酶在点面污染源磷形态转化中的作用研究    谢春生

基于不确定性理论与方法的城市污水处理厂优化决策研究    蒋茹

基于CAST工艺的低碳氮比城市污水高效脱氮调控技术研究    刘少武

包含溶解性微生物产物形成与降解及同时贮存与生长机理的新活性污泥数学模型建立与模拟研究    范吉

类固醇类内分泌干扰物分析方法及其在滇池水系环境化学行为研究    黄斌

广州市典型污染河道与城市污水处理厂中恶臭有机硫化物的初步研究    盛彦清

A/A/O氧化沟工艺强化脱氮调控技术研究    李柏林

城市水体中雌激素的去除机制及复合污染效应研究    张照韩

剩余污泥中重金属污染的蚯蚓活化—花卉植物修复机理研究    白向玉

萧山污水处理厂改建工程处理工艺研究    修燕

污水处理厂节能控制策略的研究和工程应用    谭晶

大庆西城区污水处理厂生物除臭技术应用研究    邢世才

城市污水处理工艺的能耗评价体系研究    李为

山东嘉祥经济开发区污水处理厂建设项目的可行性研究    武秋生

广东某污水处理厂强化除磷工艺实验研究    贾丽玥

南方某污水处理厂工艺优化方案研究    陈广

污水处理厂远程交互式系统    王伟东

城镇生活污水深度处理研究    田秀芳

污水处理厂尾水深度处理工艺方案研究    方志珍