本文選題：印染廢水處理　切入點：組合工藝　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近幾年,國家《水污染防治條例》和《紡織染整工業(yè)水污染物排放標準》等環(huán)保法規(guī)文件密集頒布和實施,給工業(yè)廢水治理帶來了新的壓力和挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)新標準,現(xiàn)有廢水處理設(shè)施需要大規(guī)模地提標改造,同時新型工業(yè)廢水處理工藝也亟待深度和廣泛開發(fā)。為保障廢水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定、經(jīng)濟和高效運行,廢水處理新工藝研發(fā)及系統(tǒng)建模和優(yōu)化控制研究已成為當(dāng)今研究的熱點之一。本文以難降解印染廢水作為處理對象,選擇鐵碳微電解、生物接觸氧化(BCO)和高級氧化(AOP)組合工藝為處理方法進行試驗研究。以試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理構(gòu)建了基于各工藝單元和系統(tǒng)整體的不同模型。通過模型預(yù)測和多目標尋優(yōu)方法相結(jié)合,得到了以成本函數(shù)為目標,以出水達標為約束的優(yōu)化控制策略。結(jié)合優(yōu)化得到的控制策略和廢水處理工藝自身要求,本文開發(fā)了對應(yīng)的印染廢水處理工藝的控制系統(tǒng)。具體研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)以微電解、生物接觸氧化和高級氧化為對象,探究了其工藝的最佳試驗條件。微電解結(jié)果表明,當(dāng)初始pH為2.7、氣水比為14:1、反應(yīng)時間為44 min時,綜合化學(xué)需氧量(COD)和色度的去除率最高,分別達到70.19%和91.32%。以層疊式玄武巖纖維為BCO填料降解印染廢水試驗表明,最佳水力停留時間(HRT)為12 h,最佳進水pH為7.5,溶解氧(DO)濃度為2~3 mg/L。連續(xù)運行表明,COD和氨氮(NH3-N)的去除率穩(wěn)定在85%和83%以上。基于新型高級氧化劑CSE-HG的高級氧化反應(yīng)試驗表明,AOP反應(yīng)最佳氧化劑投加量為0.8 ml/L,最適反應(yīng)時間2 h,最佳反應(yīng)pH值為2.5,COD和NH3-N平均去除率分別為62.2%和25.6%。同時對組合工藝進行了最優(yōu)條件下的連續(xù)進水試驗表明,在最佳工藝參數(shù)下,組合工藝COD和NH3-N平均去除率為96.3%和84.2%。(2)以各單元工藝和系統(tǒng)組合的試驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合動力學(xué)模型補充得到的數(shù)據(jù),建立了微電解、BCO和AOP三大工藝單元和系統(tǒng)整體的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。探究得到的模型“輸入—隱層—輸出”結(jié)構(gòu)分別為8-15-2、8-16-3、7-12-1和9-28-10。以各樣本參數(shù)的1/6為預(yù)測數(shù)據(jù),結(jié)果顯示,各模型的參數(shù)預(yù)測誤差分別在±10%、±8%、±8%和±5%以內(nèi),表明模型預(yù)測能力較好,模型構(gòu)建成功。(3)通過工藝試驗參數(shù)進行了控制儀表和設(shè)備參數(shù)的選型,結(jié)合計算得到了理論狀態(tài)下的成本函數(shù)。對應(yīng)進水流量100~300 L/h,理論求得的噸水運行成本為5.53~8.68元。噸水成本函數(shù)為:35.83 21.3 10 10.66 10 0.8F APOWERXpH pHC a以成本函數(shù)為目標函數(shù),以出水水質(zhì)達標為約束條件,進行的優(yōu)化結(jié)果表明,當(dāng)系統(tǒng)出水滿足GB4287-2012三大排放標準時,對應(yīng)的控制策略分別為:微電解和AOP反應(yīng)pH為4,進水流量300 L/h,CSE-HG投加量a為0.6 mg/L,對應(yīng)ORP值為465 mV,生化DO調(diào)控值設(shè)為3.6 mg/L,噸水成本4.933元。微電解和AOP反應(yīng)pH為2.5,進水流量200 L/h,CSE-HG投加量a為0.6 mg/L,對應(yīng)ORP值為485 mV,生化DO調(diào)控值設(shè)為3.2 mg/L,噸水成本5.955元。微電解和AOP反應(yīng)pH為2.5和2.5,進水流量120 L/h,CSE-HG投加量a為0.8 mg/L,對應(yīng)ORP值為525 mV,生化DO調(diào)控值設(shè)為2.4 mg/L,噸水成本6.741元。(4)根據(jù)系統(tǒng)試驗和優(yōu)化策略,本文提出了不同出水標準下的對應(yīng)控制要求并設(shè)計了控制系統(tǒng)的配電電路、主要設(shè)備外部電路和PLC硬件的系統(tǒng)電氣電路;設(shè)計了PLC控制系統(tǒng)的程序,包含加藥泵PID控制、運行參數(shù)死區(qū)范圍設(shè)置、儀表參數(shù)量程轉(zhuǎn)換程序、手動/自動切換程序和報錯程序在內(nèi)的PLC主要控制程序;設(shè)計了控制系統(tǒng)的人機界面,包含工藝流程窗口、儀表數(shù)據(jù)展示窗口、控制畫面窗口在內(nèi)的觸摸屏界面。經(jīng)中試試驗檢驗,該控制系統(tǒng)在優(yōu)化方案指導(dǎo)下,能保證印染出水連續(xù)穩(wěn)定達標。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X791

【參考文獻】

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本文編號：1730014