制漿造紙廢水生物處理過(guò)程建模與控制
發(fā)布時(shí)間:2021-09-05 15:48
隨著地球環(huán)保壓力的加大,我國(guó)對(duì)制漿造紙企業(yè)的環(huán)保整治力度也進(jìn)一步加強(qiáng),廢水處理成為每一個(gè)制漿造紙企業(yè)所必須關(guān)注的問(wèn)題。生物處理作為一種主要的二級(jí)處理方式,可以使廢水大量回用或達(dá)標(biāo)排放,正在被越來(lái)越多的制漿造紙企業(yè)所采用。生物處理工藝確定后,系統(tǒng)能否高效、低耗、穩(wěn)定地工作,關(guān)鍵就在于它們的過(guò)程控制。一個(gè)優(yōu)良的過(guò)程控制系統(tǒng)可以使處理過(guò)程以最少的運(yùn)行費(fèi)用發(fā)揮最高的運(yùn)行效率。盡管制漿造紙廢水的污染特性會(huì)因?yàn)橹茲{造紙工藝、工段的不同而不同,但它們還是有共同的特點(diǎn),與市政污水的污染特性有很大區(qū)別。這就決定了制漿造紙廢水的生物處理具有其獨(dú)特性,從運(yùn)行費(fèi)用的角度,主要表現(xiàn)如下:厭氧過(guò)程調(diào)節(jié)pH值需要投加大量的酸和堿;好氧過(guò)程控制溶解氧(DO)濃度需要人工曝氣花費(fèi)的電耗以及大量氮(N)、磷(P)營(yíng)養(yǎng)物的投加費(fèi)用。本文針對(duì)上述問(wèn)題從過(guò)程控制的角度,展開(kāi)了理論和應(yīng)用技術(shù)方面的研究。論文主要做了以下研究工作:1)以山東某紙廠實(shí)際的制漿廢水厭氧處理過(guò)程為背景,研究了厭氧過(guò)程中pH值的控制。建立了pH值調(diào)節(jié)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,組建了模糊PID控制系統(tǒng),并用MATLAB仿真軟件對(duì)其進(jìn)行了仿真研究,比較了PID控制、模糊...
【文章來(lái)源】:陜西科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:131 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
厭氧-好氧組合的制漿造紙廢水處理工藝流程圖
圖 3-1 廢水處理系統(tǒng)厭氧工段流程圖F i g . 3 - 1 T h e c r a f t s c h e m a t i c d i a g r a m o f a n a e r o b i c s e c t i o n o f w a s t e w a t e r t r e a t m e n ts y s t e m該流程以 EGSB 為厭氧反應(yīng)器,是厭氧生物處理系統(tǒng)的核心。制漿廢水先用集水井中收集,由粗格柵濾去入水中的粗顆粒,再?gòu)募鞒龊蠼?jīng)過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)細(xì)過(guò)濾網(wǎng)以濾去細(xì)小顆粒,然后進(jìn)入初沉池,沉淀后的清水溢流到集水池,再被泵送到冷卻塔,在這里水溫約從 65℃降至 38℃,冷卻塔里被冷卻的水流流入均衡池繼而被泵入調(diào)制池。在調(diào)制池內(nèi),廢水將被調(diào)制成為厭氧生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中較為理想的狀態(tài),因此,要通過(guò)投加酸(HCl)和堿(NaOH)來(lái)控制 pH 值,投加磷酸和尿素作為 N 和 P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的添加。調(diào)制池內(nèi)物料的均質(zhì)是通過(guò)反應(yīng)器進(jìn)料泵的支線回流至調(diào)制池和噴射式混合器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。調(diào)制后的廢水通過(guò)反應(yīng)器進(jìn)料泵被打入 EGSB 反應(yīng)器,生物的轉(zhuǎn)化過(guò)程就將在這里發(fā)生。廢水從反應(yīng)器的底部進(jìn)入,通過(guò)一個(gè)內(nèi)部的三相分離器再?gòu)捻敳苛鞒。為了在一個(gè)較大的表面得到均衡的水流分配,并使得廢水和厭氧污泥
- 26 -Fig.3-2 Anaerobic degradation of organic ma階段 水解微生物釋放出外酵素,把大的有機(jī)合體)被外酵素轉(zhuǎn)化成可溶解分子如氨基酸、體),這樣它們就能在下一步被酸化細(xì)菌降解脂肪或者懸浮固體(植物細(xì)胞壁)的水解過(guò)程是限速階段。水解期間,廢水中的 COD 濃階段 通過(guò)酸化細(xì)菌 (也被稱為發(fā)酵細(xì)菌 )將小脂肪酸(VFA)、酒精、CO2和 H2。在這一階主要的產(chǎn)物是脂肪酸、甲酸、乙酸、丙酸、酸階段 通過(guò)產(chǎn)乙酸菌把揮發(fā)性脂肪酸、乳酸烷階段 產(chǎn)甲烷菌將上一個(gè)步驟的最后產(chǎn)品最終轉(zhuǎn)化成甲烷(CH4)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]制漿造紙廢水特性及處理的相關(guān)問(wèn)題[J]. 趙宇男. 中國(guó)造紙. 2010(09)
[2]高濃度箱板紙生產(chǎn)廢水處理的工程實(shí)例[J]. 李川,劉煜杰,張輝,羅紅艷. 工業(yè)水處理. 2010(06)
[3]污水處理廠溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化[J]. 馬金峰,王佳偉,張勝海,甘一萍,劉立超. 中國(guó)給水排水. 2010(11)
[4]復(fù)合垂直流人工濕地處理廢紙?jiān)旒垙U水的研究[J]. 李麗娜,李亞治,達(dá)良俊,由文輝. 中國(guó)造紙. 2009(09)
[5]MBBR法深度處理造紙中段廢水的工程應(yīng)用[J]. 王慶,丁原紅,馬英華,任洪強(qiáng),胡兵,畢建華,王德青. 中國(guó)給水排水. 2009(14)
[6]化學(xué)法制漿廢水的厭氧可生化性研究[J]. 劉鋒,吳建華,衛(wèi)婷婷,蔣京東,馬三劍. 中華紙業(yè). 2009(04)
[7]pH中和控制過(guò)程的非線性控制[J]. 何獻(xiàn)忠. 湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2008(02)
[8]厭氧處理在制漿造紙廢水處理中的應(yīng)用[J]. 蘇振華. 國(guó)際造紙. 2008(03)
[9]廢紙?jiān)旒垙S水處理工程的改造[J]. 梁繼東,賀延齡,雷志斌,王國(guó)棟. 中國(guó)造紙. 2008(04)
[10]好氧微生物與厭氧微生物處理制漿造紙廢水[J]. 梁榮國(guó),朱勇強(qiáng). 上海造紙. 2007(01)
博士論文
[1]缺氧變速生物濾池污水處理系統(tǒng)混合智能控制研究[D]. 馮裕釗.重慶大學(xué) 2004
碩士論文
[1]草漿中段廢水對(duì)好氧微生物抑制性的研究[D]. 杜飛.陜西科技大學(xué) 2006
[2]活性污泥法污水處理過(guò)程智能建模及仿真研究[D]. 余穎.北京工業(yè)大學(xué) 2005
[3]污水生物曝氣系統(tǒng)的模糊PID控制技術(shù)研究[D]. 王巖.天津大學(xué) 2004
[4]基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制在pH中和過(guò)程控制中的應(yīng)用[D]. 鄭春燕.浙江大學(xué) 2004
[5]污水處理A/O過(guò)程的ASM2機(jī)理建模及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控研究[D]. 劉季飛.浙江大學(xué) 2004
[6]污水處理中溶解氧模糊控制的研究[D]. 歐林林.合肥工業(yè)大學(xué) 2003
[7]基于PROFIBUS的污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉均.浙江工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3385630
【文章來(lái)源】:陜西科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:131 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
厭氧-好氧組合的制漿造紙廢水處理工藝流程圖
圖 3-1 廢水處理系統(tǒng)厭氧工段流程圖F i g . 3 - 1 T h e c r a f t s c h e m a t i c d i a g r a m o f a n a e r o b i c s e c t i o n o f w a s t e w a t e r t r e a t m e n ts y s t e m該流程以 EGSB 為厭氧反應(yīng)器,是厭氧生物處理系統(tǒng)的核心。制漿廢水先用集水井中收集,由粗格柵濾去入水中的粗顆粒,再?gòu)募鞒龊蠼?jīng)過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)細(xì)過(guò)濾網(wǎng)以濾去細(xì)小顆粒,然后進(jìn)入初沉池,沉淀后的清水溢流到集水池,再被泵送到冷卻塔,在這里水溫約從 65℃降至 38℃,冷卻塔里被冷卻的水流流入均衡池繼而被泵入調(diào)制池。在調(diào)制池內(nèi),廢水將被調(diào)制成為厭氧生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中較為理想的狀態(tài),因此,要通過(guò)投加酸(HCl)和堿(NaOH)來(lái)控制 pH 值,投加磷酸和尿素作為 N 和 P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的添加。調(diào)制池內(nèi)物料的均質(zhì)是通過(guò)反應(yīng)器進(jìn)料泵的支線回流至調(diào)制池和噴射式混合器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。調(diào)制后的廢水通過(guò)反應(yīng)器進(jìn)料泵被打入 EGSB 反應(yīng)器,生物的轉(zhuǎn)化過(guò)程就將在這里發(fā)生。廢水從反應(yīng)器的底部進(jìn)入,通過(guò)一個(gè)內(nèi)部的三相分離器再?gòu)捻敳苛鞒。為了在一個(gè)較大的表面得到均衡的水流分配,并使得廢水和厭氧污泥
- 26 -Fig.3-2 Anaerobic degradation of organic ma階段 水解微生物釋放出外酵素,把大的有機(jī)合體)被外酵素轉(zhuǎn)化成可溶解分子如氨基酸、體),這樣它們就能在下一步被酸化細(xì)菌降解脂肪或者懸浮固體(植物細(xì)胞壁)的水解過(guò)程是限速階段。水解期間,廢水中的 COD 濃階段 通過(guò)酸化細(xì)菌 (也被稱為發(fā)酵細(xì)菌 )將小脂肪酸(VFA)、酒精、CO2和 H2。在這一階主要的產(chǎn)物是脂肪酸、甲酸、乙酸、丙酸、酸階段 通過(guò)產(chǎn)乙酸菌把揮發(fā)性脂肪酸、乳酸烷階段 產(chǎn)甲烷菌將上一個(gè)步驟的最后產(chǎn)品最終轉(zhuǎn)化成甲烷(CH4)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[4]復(fù)合垂直流人工濕地處理廢紙?jiān)旒垙U水的研究[J]. 李麗娜,李亞治,達(dá)良俊,由文輝. 中國(guó)造紙. 2009(09)
[5]MBBR法深度處理造紙中段廢水的工程應(yīng)用[J]. 王慶,丁原紅,馬英華,任洪強(qiáng),胡兵,畢建華,王德青. 中國(guó)給水排水. 2009(14)
[6]化學(xué)法制漿廢水的厭氧可生化性研究[J]. 劉鋒,吳建華,衛(wèi)婷婷,蔣京東,馬三劍. 中華紙業(yè). 2009(04)
[7]pH中和控制過(guò)程的非線性控制[J]. 何獻(xiàn)忠. 湖南冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2008(02)
[8]厭氧處理在制漿造紙廢水處理中的應(yīng)用[J]. 蘇振華. 國(guó)際造紙. 2008(03)
[9]廢紙?jiān)旒垙S水處理工程的改造[J]. 梁繼東,賀延齡,雷志斌,王國(guó)棟. 中國(guó)造紙. 2008(04)
[10]好氧微生物與厭氧微生物處理制漿造紙廢水[J]. 梁榮國(guó),朱勇強(qiáng). 上海造紙. 2007(01)
博士論文
[1]缺氧變速生物濾池污水處理系統(tǒng)混合智能控制研究[D]. 馮裕釗.重慶大學(xué) 2004
碩士論文
[1]草漿中段廢水對(duì)好氧微生物抑制性的研究[D]. 杜飛.陜西科技大學(xué) 2006
[2]活性污泥法污水處理過(guò)程智能建模及仿真研究[D]. 余穎.北京工業(yè)大學(xué) 2005
[3]污水生物曝氣系統(tǒng)的模糊PID控制技術(shù)研究[D]. 王巖.天津大學(xué) 2004
[4]基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)控制在pH中和過(guò)程控制中的應(yīng)用[D]. 鄭春燕.浙江大學(xué) 2004
[5]污水處理A/O過(guò)程的ASM2機(jī)理建模及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控研究[D]. 劉季飛.浙江大學(xué) 2004
[6]污水處理中溶解氧模糊控制的研究[D]. 歐林林.合肥工業(yè)大學(xué) 2003
[7]基于PROFIBUS的污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉均.浙江工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3385630
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