制浆造纸废水生物处理过程建模与控制
发布时间：2021-09-05 15:48
随着地球环保压力的加大,我国对制浆造纸企业的环保整治力度也进一步加强,废水处理成为每一个制浆造纸企业所必须关注的问题。生物处理作为一种主要的二级处理方式,可以使废水大量回用或达标排放,正在被越来越多的制浆造纸企业所采用。生物处理工艺确定后,系统能否高效、低耗、稳定地工作,关键就在于它们的过程控制。一个优良的过程控制系统可以使处理过程以最少的运行费用发挥最高的运行效率。尽管制浆造纸废水的污染特性会因为制浆造纸工艺、工段的不同而不同,但它们还是有共同的特点,与市政污水的污染特性有很大区别。这就决定了制浆造纸废水的生物处理具有其独特性,从运行费用的角度,主要表现如下:厌氧过程调节pH值需要投加大量的酸和碱;好氧过程控制溶解氧（DO）浓度需要人工曝气花费的电耗以及大量氮（N）、磷（P）营养物的投加费用。本文针对上述问题从过程控制的角度,展开了理论和应用技术方面的研究。论文主要做了以下研究工作:1)以山东某纸厂实际的制浆废水厌氧处理过程为背景,研究了厌氧过程中pH值的控制。建立了pH值调节系统的数学模型,组建了模糊PID控制系统,并用MATLAB仿真软件对其进行了仿真研究,比较了PID控制、模糊...
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
厌氧-好氧组合的制浆造纸废水处理工艺流程图
图 3-1 废水处理系统厌氧工段流程图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该流程以 EGSB 为厌氧反应器，是厌氧生物处理系统的核心。制浆废水先用集水井中收集，由粗格栅滤去入水中的粗颗粒，再从集水井流出后经过一个旋转细过滤网以滤去细小颗粒，然后进入初沉池，沉淀后的清水溢流到集水池，再被泵送到冷却塔，在这里水温约从 65℃降至 38℃，冷却塔里被冷却的水流流入均衡池继而被泵入调制池。在调制池内，废水将被调制成为厌氧生物转化过程中较为理想的状态，因此，要通过投加酸(HCl)和碱(NaOH)来控制 pH 值，投加磷酸和尿素作为 N 和 P营养物质的添加。调制池内物料的均质是通过反应器进料泵的支线回流至调制池和喷射式混合器来实现的。调制后的废水通过反应器进料泵被打入 EGSB 反应器，生物的转化过程就将在这里发生。废水从反应器的底部进入，通过一个内部的三相分离器再从顶部流出。为了在一个较大的表面得到均衡的水流分配，并使得废水和厌氧污泥
- 26 -Fig.3-2 Anaerobic degradation of organic ma阶段 水解微生物释放出外酵素，把大的有机合体)被外酵素转化成可溶解分子如氨基酸、体)，这样它们就能在下一步被酸化细菌降解脂肪或者悬浮固体(植物细胞壁)的水解过程是限速阶段。水解期间，废水中的 COD 浓阶段 通过酸化细菌 (也被称为发酵细菌 )将小脂肪酸(VFA)、酒精、CO2和 H2。在这一阶主要的产物是脂肪酸、甲酸、乙酸、丙酸、酸阶段 通过产乙酸菌把挥发性脂肪酸、乳酸烷阶段 产甲烷菌将上一个步骤的最后产品最终转化成甲烷(CH4)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]制浆造纸废水特性及处理的相关问题[J]. 赵宇男. 中国造纸. 2010(09)
[2]高浓度箱板纸生产废水处理的工程实例[J]. 李川,刘煜杰,张辉,罗红艳. 工业水处理. 2010(06)
[3]污水处理厂溶解氧自动控制系统的运行优化[J]. 马金峰,王佳伟,张胜海,甘一萍,刘立超. 中国给水排水. 2010(11)
[4]复合垂直流人工湿地处理废纸造纸废水的研究[J]. 李丽娜,李亚治,达良俊,由文辉. 中国造纸. 2009(09)
[5]MBBR法深度处理造纸中段废水的工程应用[J]. 王庆,丁原红,马英华,任洪强,胡兵,毕建华,王德青. 中国给水排水. 2009(14)
[6]化学法制浆废水的厌氧可生化性研究[J]. 刘锋,吴建华,卫婷婷,蒋京东,马三剑. 中华纸业. 2009(04)
[7]pH中和控制过程的非线性控制[J]. 何献忠. 湖南冶金职业技术学院学报. 2008(02)
[8]厌氧处理在制浆造纸废水处理中的应用[J]. 苏振华. 国际造纸. 2008(03)
[9]废纸造纸厂水处理工程的改造[J]. 梁继东,贺延龄,雷志斌,王国栋. 中国造纸. 2008(04)
[10]好氧微生物与厌氧微生物处理制浆造纸废水[J]. 梁荣国,朱勇强. 上海造纸. 2007(01)
博士论文
[1]缺氧变速生物滤池污水处理系统混合智能控制研究[D]. 冯裕钊.重庆大学 2004
硕士论文
[1]草浆中段废水对好氧微生物抑制性的研究[D]. 杜飞.陕西科技大学 2006
[2]活性污泥法污水处理过程智能建模及仿真研究[D]. 余颖.北京工业大学 2005
[3]污水生物曝气系统的模糊PID控制技术研究[D]. 王岩.天津大学 2004
[4]基于模糊神经网络的自适应控制在pH中和过程控制中的应用[D]. 郑春燕.浙江大学 2004
[5]污水处理A/O过程的ASM2机理建模及网络监控研究[D]. 刘季飞.浙江大学 2004
[6]污水处理中溶解氧模糊控制的研究[D]. 欧林林.合肥工业大学 2003
[7]基于PROFIBUS的污水处理厂自动控制系统的研究[D]. 刘均.浙江工业大学 2002
本文编号：3385630
【文章来源】：陕西科技大学陕西省
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
厌氧-好氧组合的制浆造纸废水处理工艺流程图
图 3-1 废水处理系统厌氧工段流程图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该流程以 EGSB 为厌氧反应器，是厌氧生物处理系统的核心。制浆废水先用集水井中收集，由粗格栅滤去入水中的粗颗粒，再从集水井流出后经过一个旋转细过滤网以滤去细小颗粒，然后进入初沉池，沉淀后的清水溢流到集水池，再被泵送到冷却塔，在这里水温约从 65℃降至 38℃，冷却塔里被冷却的水流流入均衡池继而被泵入调制池。在调制池内，废水将被调制成为厌氧生物转化过程中较为理想的状态，因此，要通过投加酸(HCl)和碱(NaOH)来控制 pH 值，投加磷酸和尿素作为 N 和 P营养物质的添加。调制池内物料的均质是通过反应器进料泵的支线回流至调制池和喷射式混合器来实现的。调制后的废水通过反应器进料泵被打入 EGSB 反应器，生物的转化过程就将在这里发生。废水从反应器的底部进入，通过一个内部的三相分离器再从顶部流出。为了在一个较大的表面得到均衡的水流分配，并使得废水和厌氧污泥
- 26 -Fig.3-2 Anaerobic degradation of organic ma阶段 水解微生物释放出外酵素，把大的有机合体)被外酵素转化成可溶解分子如氨基酸、体)，这样它们就能在下一步被酸化细菌降解脂肪或者悬浮固体(植物细胞壁)的水解过程是限速阶段。水解期间，废水中的 COD 浓阶段 通过酸化细菌 (也被称为发酵细菌 )将小脂肪酸(VFA)、酒精、CO2和 H2。在这一阶主要的产物是脂肪酸、甲酸、乙酸、丙酸、酸阶段 通过产乙酸菌把挥发性脂肪酸、乳酸烷阶段 产甲烷菌将上一个步骤的最后产品最终转化成甲烷(CH4)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]制浆造纸废水特性及处理的相关问题[J]. 赵宇男. 中国造纸. 2010(09)
[2]高浓度箱板纸生产废水处理的工程实例[J]. 李川,刘煜杰,张辉,罗红艳. 工业水处理. 2010(06)
[3]污水处理厂溶解氧自动控制系统的运行优化[J]. 马金峰,王佳伟,张胜海,甘一萍,刘立超. 中国给水排水. 2010(11)
[4]复合垂直流人工湿地处理废纸造纸废水的研究[J]. 李丽娜,李亚治,达良俊,由文辉. 中国造纸. 2009(09)
[5]MBBR法深度处理造纸中段废水的工程应用[J]. 王庆,丁原红,马英华,任洪强,胡兵,毕建华,王德青. 中国给水排水. 2009(14)
[6]化学法制浆废水的厌氧可生化性研究[J]. 刘锋,吴建华,卫婷婷,蒋京东,马三剑. 中华纸业. 2009(04)
[7]pH中和控制过程的非线性控制[J]. 何献忠. 湖南冶金职业技术学院学报. 2008(02)
[8]厌氧处理在制浆造纸废水处理中的应用[J]. 苏振华. 国际造纸. 2008(03)
[9]废纸造纸厂水处理工程的改造[J]. 梁继东,贺延龄,雷志斌,王国栋. 中国造纸. 2008(04)
[10]好氧微生物与厌氧微生物处理制浆造纸废水[J]. 梁荣国,朱勇强. 上海造纸. 2007(01)
博士论文
[1]缺氧变速生物滤池污水处理系统混合智能控制研究[D]. 冯裕钊.重庆大学 2004
硕士论文
[1]草浆中段废水对好氧微生物抑制性的研究[D]. 杜飞.陕西科技大学 2006
[2]活性污泥法污水处理过程智能建模及仿真研究[D]. 余颖.北京工业大学 2005
[3]污水生物曝气系统的模糊PID控制技术研究[D]. 王岩.天津大学 2004
[4]基于模糊神经网络的自适应控制在pH中和过程控制中的应用[D]. 郑春燕.浙江大学 2004
[5]污水处理A/O过程的ASM2机理建模及网络监控研究[D]. 刘季飞.浙江大学 2004
[6]污水处理中溶解氧模糊控制的研究[D]. 欧林林.合肥工业大学 2003
[7]基于PROFIBUS的污水处理厂自动控制系统的研究[D]. 刘均.浙江工业大学 2002
本文编号：3385630
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