MBR工艺处理污泥碳化废水及神经网络预测水质的中试研究

发布时间：2017-07-26 14:25

  本文关键词：MBR工艺处理污泥碳化废水及神经网络预测水质的中试研究

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【摘要】：随着污泥处理处置技术的发展,污泥碳化工艺作为一种新型的污泥调理工艺,在我国一些地方已经开始进行试点。污泥碳化过程中的离心机会产生大量的裂解脱水液,该裂解脱水液是一种新型工业废水,对于该工业废水的处理处置还没有相关经验。为了给山西某厂即将上线的MBR处理污泥裂解脱水液工艺提供中试试验数据和运行参考,设计一系列试验,对MBR工艺处理裂解脱水液的工艺流程、工程参数、处理效果、可能出现的问题和出水水质预测模型进行全面研究,旨在为该厂即将开始的MBR工程建设进行提供全面参考。此次中试试验的出水有直接排放和间接排放两种方案,其中直接排放标准参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002,以下简称“直排标准”),间接排放标准参考《污水排入城市下水道水质标准》(CJ343-2010,以下简称“间排标准”)。在絮凝沉淀-MBR-NaClO组合工艺处理裂解脱水液的研究中发现:裂解液污染物超标严重且水质变化大,裂解脱水液污染物浓度超标严重、水质变化大、可生化性强。经过絮凝沉淀试验,综合经济因素选用PFS作为絮凝剂。在流量为160L/d的小流量连续进水试验中,COD去除率在86.08-88.30%之间,出水COD浓度和COD去除率比较稳定,但出水未达到直排标准和间排标准,不能直接或间接排放。进行了流量为290L/d的大流量连续进水试验,cod去除率为39.19-51.30%,出水未达直排标准和间排标准,不能直接或间接排放,但出水水质及污染物去除率比较稳定。naclo对小流量连续进水过程的出水cod有一定的降解作用,在投加量为25ml处达到最大,降解量为220mg/l,cod去除率为28.35%,处理后出水未达到直排标准和间排标准。在三级水稀释-mbr-naclo组合工艺处理裂解脱水液的研究中发现:连续进水试验中当稀释倍数为k1和k3时,出水cod浓度可以达到直排标准中的三级标准,当进水稀释倍数为k1-k11时,出水cod浓度可以达到间排标准中的a级标准。当稀释倍数为k5、k6、k7和k10时,出水氨氮浓度满足直排标准中的二级标准,当稀释倍数为k5、k6、k7、k8、k10和k11时,出水氨氮浓度达到间排标准中的a级标准。系统去除cod反应动力学拟合结果为零级反应动力学方程,naclo的漂白动力学满足二级反应动力学方程,naclo去除系统出水色度和cod的过程关于三次方程显著相关。连续进水实验中,当mlss维持在2700-4200mg/l时,cod去除率普遍较高,维持在70%左右。在出水cod达到间排标准中a级标准的前提下,系统能抗击的最大容积负荷为0.46kgcod/m3曝气池?d,能抗击的最大cod污泥负荷为0.17kgcod/kgmlss?d.此外,naclo可以将cod、氨氮、色度未达标的出水处理至达标排放。对系统进出水进行gc-ms分析,结果表明脱水液含有硫醇类物质、异硫氰酸物质、醚类物质、糖苷类物质和酮肟类物质,其中异硫氰基甲酯和叔丁基甲基醚为危险性化合物,经过三级水稀释和mbr联合处理,出水安全,不含危险性化合物。在agnes-bp神经网络预测系统出水的研究中发现:以溶解氧、mlss、进水COD浓度和COD容积负荷为参数的AGNES-BP神经网络可以对本研究的出水水质做出较好预测,在以后的生产实践中可以作为调控参数和运行仿真的辅助预测方法。在对试验中出现的浮游生物进行观察分析中发现:水温适宜、气温适中是水蚤出现的可能前提条件,污泥负荷过低是水蚤出现的可能原因;水蚤和红线虫在形态方面有较大差异,在食物、需氧和水温方面有所交集,同时也有区别,从灭虫方法来说,一般的净水用漂白粉就可以使两种生物死亡。
【关键词】：污泥碳化 裂解脱水液 BP神经网络 COD MBR
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-6
• ABSTRACT6-13
• 符号说明13-14
• 第一章 绪论14-30
• 1.1 污泥碳化工艺概述14-23
• 1.1.1 污泥处理处置方法概述15
• 1.1.2 污泥填埋概述15-16
• 1.1.3 污泥厌氧消化概述16-17
• 1.1.4 污泥调理工艺17-19
• 1.1.5 污泥碳化工艺简介19-21
• 1.1.6 污泥碳化技术的发展历程21-23
• 1.2 MBR工艺概述23-27
• 1.2.1 MBR工艺简介23-24
• 1.2.2 MBR工艺的技术原理24-25
• 1.2.3 MBR工艺处理高COD废水的研究进展25-27
• 1.3 人工神经网络概述27-30
• 第二章 课题设计30-42
• 2.1 课题背景30-31
• 2.2 课题研究的目的、内容和意义31-33
• 2.2.1 课题研究目的和相关排放标准31-32
• 2.2.2 课题研究内容32-33
• 2.2.3 课题研究意义33
• 2.3 试验设备33-36
• 2.3.1 试验用膜33-35
• 2.3.2 其他设备35-36
• 2.4 分析项目、方法和仪器36-37
• 2.5 试验用水37-39
• 2.6 实验室质量保证与质量控制39-42
• 第三章 絮凝沉淀-MBR-NaClO组合工艺处理裂解脱水液的研究42-58
• 3.1 试验概述42-44
• 3.2 进水水质分析44-47
• 3.3 污泥驯化与培养47-48
• 3.4 PAC和PFS的絮凝效果研究48-51
• 3.4.1 PAC对脱水液的絮凝效果研究49-50
• 3.4.2 PFS对脱水液的絮凝效果研究50-51
• 3.5 小流量连续进水试验效果研究51-52
• 3.6 大流量连续进水试验效果研究52-53
• 3.7 NaClO处理出水效果研究53-54
• 3.8 实验中水蚤的观察与分析54-56
• 3.8.1 水蚤的观察与确认54-55
• 3.8.2 水蚤的出现原因分析55-56
• 3.9 本章小结56-58
• 第四章 三级水稀释-MBR-NaClO组合工艺处理裂解脱水液的研究58-80
• 4.1 试验概述58-60
• 4.2 连续进水试验运行效果分析60-65
• 4.2.1 不同稀释倍数对出水水质以及污染物去除率的影响60-62
• 4.2.2 系统运行参数对COD去除率的影响62-64
• 4.2.3 出水其他指标64-65
• 4.3 系统去除COD反应动力学分析65-68
• 4.3.1 反应动力学初步分析65-67
• 4.3.2 Monod模型的简化67-68
• 4.4 次氯酸钠处理出水的效果研究68-71
• 4.4.1 COD浓度为 191.23mg/L的出水加NaClO效果研究68
• 4.4.2 COD浓度为 540.10mg/L的出水加NaClO效果研究68-69
• 4.4.3 NaClO对色度的去除效果研究69-71
• 4.5 NaClO漂白反应动力学研究71-72
• 4.5.1 反应动力学分析71
• 4.5.2 NaClO漂白机理探究71-72
• 4.6 NaClO处理出水的COD-色度回归分析研究72-74
• 4.7 MBR系统进出水有机物GC-MS定性定量分析74-77
• 4.8 本章小结77-80
• 第五章 AGNES-BP神经网络预测系统出水的研究80-88
• 5.1 算法概述80-81
• 5.2 AGNES-BP神经网络的建立81-84
• 5.3 横向和纵向对比研究84-87
• 5.3.1 GM(1,1)灰色系统预测效果对比研究84-86
• 5.3.2 缺少污泥参数的AGNES-BP神经网络预测对比研究86-87
• 5.4 本章小结87-88
• 第六章 结论与建议88-92
• 参考文献92-98
• 致谢98-99
• 攻读硕士期间发表的学术论文目录99

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