收藏本站
《陕西科技大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

制浆造纸废水生物处理过程建模与控制

康家玉  
【摘要】: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、模糊控制和模糊PID控制的阶跃响应、抗干扰响应,对比分析了模型参数摄动时这三种控制算法的鲁棒性能,结论是模糊PID控制算法的各项性能最好。 2)以山东某纸厂实际的制浆中段废水和抄纸废水的好氧处理过程为背景,研究了好氧曝气过程中DO的控制。建立了曝气系统的数学模型,组建了DO调节的模糊PID控制系统,也用MATLAB仿真软件对其进行了仿真研究,比较了PID控制、模糊控制和模糊PID控制的阶跃响应、抗干扰响应,对比分析了模型参数摄动时这三种控制算法的鲁棒性能,结论是模糊PID控制算法综合了模糊调节作用和积分作用,使它的各项性能最佳。 3)以加拿大White Birch Paper Company制浆造纸厂的废水活性污泥好氧处理过程为背景,研究了制浆造纸废水好氧处理过程中N、P营养物的投加量控制。首先以国际水质协会IAWQ (International Association Water Quality原国际水污染研究与控制协会)推出的活性污泥ASMl(Active Sludge Model 1)数学模型为基础,根据制浆造纸废水的污染特性,加入了N、P营养物浓度对微生物的影响,对数学模型进行了适当的修改,得到适合于制浆造纸废水的活性污泥ASM1-PP模型;然后把得到的模型用加拿大Hydromantis公司的GPS-X污水处理仿真软件对其进行仿真,并用文献中记录的实例过程数据,对得到的ASM1-PP模型进行校准;最后用经过校准的ASM1-PP模型为生物处理中心,组建了实例中废水处理系统的仿真模型,并对N、P营养物的投加量控制进行了仿真研究,找出了N、P投加量的控制规律。 4)把仿真得到的pH值和DO的最佳控制算法以及N、P投加量的控制规律应用于实例系统的过程控制。设计了一套制浆造纸废水生物处理过程控制系统,实现了把模糊PID算法分别应用于厌氧过程pH值和好氧过程DO的控制;并且把N、P营养物的投加量控制仿真研究中找出的N、P投加量的控制规律应用于N、P投加量的专家控制。
【学位授予单位】:陕西科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘锋;吴建华;卫婷婷;蒋京东;马三剑;;化学法制浆废水的厌氧可生化性研究[J];中华纸业;2009年04期
2 卢培利,张代钧,刘颖,王飞;活性污泥法动力学模型研究进展和展望[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年03期
3 管秀琼,陈元彩,陈中豪;脱墨废水可生物处理性研究[J];造纸科学与技术;2002年02期
4 苏振华;;厌氧处理在制浆造纸废水处理中的应用[J];国际造纸;2008年03期
5 姚加飞,林德全,王晓静;活性污泥系统中曝气机的速度控制[J];中国给水排水;2000年02期
6 徐进,石泉,杭镇鑫,徐吉成,邱宜新;应用模糊技术改进SBR工艺的自控方法[J];中国给水排水;2003年08期
7 范昕炜,杜树新,吴铁军;几种溶解氧浓度控制方法的比较[J];中国给水排水;2003年09期
8 王庆,吕炳南,滕飞,赵景龙,金明世;厌氧塘处理造纸制浆废水的影响因素研究[J];中国给水排水;2003年09期
9 王庆;丁原红;马英华;任洪强;胡兵;毕建华;王德青;;MBBR法深度处理造纸中段废水的工程应用[J];中国给水排水;2009年14期
10 马金峰;王佳伟;张胜海;甘一萍;刘立超;;污水处理厂溶解氧自动控制系统的运行优化[J];中国给水排水;2010年11期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 冯裕钊;缺氧变速生物滤池污水处理系统混合智能控制研究[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 欧林林;污水处理中溶解氧模糊控制的研究[D];合肥工业大学;2003年
2 刘季飞;污水处理A/O过程的ASM2机理建模及网络监控研究[D];浙江大学;2004年
3 郑春燕;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];浙江大学;2004年
4 余颖;活性污泥法污水处理过程智能建模及仿真研究[D];北京工业大学;2005年
5 王岩;污水生物曝气系统的模糊PID控制技术研究[D];天津大学;2004年
6 杜飞;草浆中段废水对好氧微生物抑制性的研究[D];陕西科技大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑慧凡;范晓伟;李安桂;高龙;;人工神经网络在空调系统负荷预测中的应用[J];四川建筑科学研究;2007年06期
2 牛荣;;基于.NET技术的棉花种植专家系统的设计[J];安徽农业科学;2008年08期
3 蒋田华;王友保;;物化组合预处理对秸秆厌氧水解酸化pH值的影响[J];现代农业科技;2009年14期
4 唐文娟;王凯;;新型高效内循环厌氧反应器研究进展与应用[J];环境科学与管理;2007年07期
5 肖翔;齐宇勃;章广德;;废纸造纸废水处理技术[J];环境科学与管理;2008年02期
6 吴希让,吴国玥;新型CNC机床控制系统的设计[J];兵工自动化;2000年03期
7 王计生,黄惟公,喻俊馨,魏远文;小波神经网络在智能诊断中的应用[J];兵工自动化;2003年05期
8 王跃;姚新宇;;基于T-S模型的无人机模糊控制器[J];兵工自动化;2009年11期
9 姚璐;李正龙;刘红;;低强度超声波改善微生物燃料电池产电效能[J];北京航空航天大学学报;2006年12期
10 刘慧男,李静媛,刘静安,谢建新;挤压模具设计综合数据库系统[J];北京科技大学学报;2001年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 褚红;楼永通;谢柏明;叶海林;;膜技术在造纸废水回用中的应用[A];第三届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2007年
2 唐鹏辉;张云贵;王丽娜;;基于LonWorks的新型风机控制器[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
3 农天恒;黄显武;胡光勇;;制浆废水处理工艺优化及深度处理技术的应用[A];中国造纸学会第十五届学术年会论文集[C];2012年
4 刘鹏飞;;废纸制浆造纸废水处理场运行实践与思考[A];中国造纸学会第十五届学术年会论文集[C];2012年
5 张代钧;卢培利;;城市污水COD组分划分、测试与标准化表征[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(上册)[C];2005年
6 范迪;王娟;;水解酸化-复合生物反应器-BC法——复合过滤器组合工艺对草浆造纸中段废水深度处理回用研究[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(上册)[C];2005年
7 方红;葛一楠;陈斌;;往复式机械炉排生活垃圾焚烧炉燃烧模糊控制器的设计[A];2008中国环境科学学会学术年会优秀论文集(中卷)[C];2008年
8 宋子友;;水轮发电机组机械故障诊断研究及应用[A];中国水力发电工程学会电力系统自动化专委会2008年年会暨学术交流会论文集[C];2008年
9 曹代勇;周云霞;戈连柱;王荣亮;;集约化矿井生产安全地质保障信息系统开发的若干问题[A];煤炭工业技术委员会地质分会/中国煤炭学会矿井地质专业委员会2001年学术年会论文集[C];2001年
10 马超;陈向明;;浅谈城市污水处理厂中的节能技术[A];2010年全国给水排水技术信息网年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨红;污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究[D];华南理工大学;2010年
2 李广;预处理后剩余污泥中温两相厌氧消化效能研究[D];中国地质大学(北京);2011年
3 冯大伟;利用两种大型海藻制备生物能源的探索研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
4 曾水玲;训练模式的不确定性对模糊系统的影响[D];南京理工大学;2011年
5 刘润清;利用工业废弃物合成选矿药剂及其在铜铅锌铁硫化矿浮选中的作用机制[D];中南大学;2010年
6 叶洪涛;基于免疫算法的污水处理系统预测及优化控制研究[D];华南理工大学;2011年
7 杨勇;节能发电调度模式下梯级电站优化调度研究[D];西南交通大学;2010年
8 刘英培;PMSM直接转矩控制方法及实验研究[D];天津大学;2010年
9 杨跃;三沟式氧化沟工艺数值模拟与优化运行研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 丘柳东;足球机器人目标识别与自定位研究[D];重庆大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
2 涂志松;使用JESS开发基于Web的中医诊断专家系统研究[D];郑州大学;2010年
3 刘琪;正态云模型模糊推理系统及其应用研究[D];郑州大学;2010年
4 李薛;汽油机瞬态工况空燃比控制策略仿真研究[D];长沙理工大学;2010年
5 胡浩;叉车门架、属具试验台电气设计[D];合肥工业大学;2010年
6 张永静;两种人工湿地对污水的净化能力研究[D];河南师范大学;2010年
7 李丽孔;加热炉炉温专家模糊策略的研究[D];河北工程大学;2010年
8 徐翠;高效集成生物反应器(HCR)的开发研究[D];河北工程大学;2010年
9 关分派;制浆造纸废水深度处理技术的研究与应用[D];华南理工大学;2010年
10 唐燕影;基于灰色理论的电力负荷预测模型研究及系统实现[D];南昌大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱群雄,孙锋;RNN神经网络的应用研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);1998年01期
2 汪慧贞,曹秀芹;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[J];北京建筑工程学院学报;1996年03期
3 刘晓华,黄俊;处理造纸废水的生化物理法[J];成都纺织高等专科学校学报;2002年03期
4 林乔元,丁建平,郑燕生,邓俐,刘漫丹;麦草亚铵法制浆造纸中段废水治理技术的研究[J];中华纸业;1999年05期
5 杨鹤庚,闫秋成,陈东;废水回收纸浆用于箱纸板底浆的生产实践[J];中华纸业;2000年03期
6 贺延龄;废纸制浆造纸废水的封闭循环和零排放[J];中华纸业;2001年02期
7 佐伯嘉彦;日本造纸工业的现状(续)[J];中华纸业;2003年12期
8 雷利荣;李友明;陈元彩;胡志军;;桉木CTMP制浆废水微电解处理[J];中华纸业;2006年03期
9 张安龙;曹艳娜;;半化学浆制浆废水可生化性研究[J];中华纸业;2006年12期
10 房桂干;施英乔;丁来保;孙玉;李萍;;BCTMP废水处理研究和工程应用[J];中华纸业;2008年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 方芳;催化填料研制及其变速生物滤池处理城市污水性能研究[D];重庆大学;2002年
2 郭劲松;基于人工神经网络(ANN)的水质评价与水质模拟研究[D];重庆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 石向荣;水厂系统的数据集成和软件实现[D];浙江大学;2002年
2 崔村燕;污水处理过程的计算机监控研究[D];合肥工业大学;2002年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周瑞云;于鲁冀;韦贞鸽;;生物处理过程中生物相与运行效果的相关性[J];华北水利水电学院学报;2006年02期
2 何晓红;刘涛;谢福岭;张杰;陶勇;李大平;;洛阳石化PTA废水生物处理系统污泥膨胀原因解析[J];水处理技术;2011年03期
3 卿春霞;张建民;同帜;;膜生物反应器处理印染废水技术研究[J];环境科学与管理;2006年03期
4 李海燕;徐国华;臧立华;苏丽媛;周丽;;味精废水生物处理与磷元素影响的研究[J];发酵科技通讯;2008年01期
5 王芳芳;黄峰;;真菌生物制浆的技术进展和机理[J];国际造纸;2011年01期
6 赵华;曹青青;;炼油厂碱液降解菌的选育和降解性能研究[J];石油炼制与化工;2009年07期
7 罗人明;;工业废水的厌气生物处理[J];环境保护科学;1977年02期
8 王鑫;郭书海;李凤梅;白玉兴;;稠油废水生物处理主要影响因素分析[J];环境科学研究;2006年04期
9 于静洁,孙孝囡,顾国维,张志峰;印染废水异养菌产率系数的测定[J];工业用水与废水;2005年04期
10 黎秋华;李平;陈忠正;吴锦华;梁世中;;活性污泥高质量总RNA提取的一种有效方法[J];陕西科技大学学报(自然科学版);2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周可新;许木启;曹宏;徐军;;保定鲁岗污水处理厂活性污泥运转效能的生物评价[A];中国动物学会原生动物学分会第十二次学术讨论会论文摘要汇编[C];2003年
2 周家勇;王祖武;韩旭;黄种买;宋碧玉;刘宁;李雄浩;;物化-生物法处理脱硫废水试验研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
3 崔成武;;低rbCOD及VFAs下强化生物脱氮除磷新工艺—活性污泥水解技术[A];2009水业高级技术论坛论文集[C];2009年
4 杨芸;;活性污泥生化法在造纸废水处理中的运用[A];中国造纸学会第九届学术年会论文集[C];1999年
5 张昱;高孟春;杨敏;胡建英;;利用液相色谱-大气压化学电离源-质谱分析活性污泥中的微生物呼吸醌[A];微生物生态学研究进展——第五届微生物生态学术研讨会论文集[C];2003年
6 李光伟;刘和;云娇;陈坚;;五氯酚对好氧颗粒污泥与活性污泥活性影响的比较研究[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
7 王源;孟凡刚;周忠波;黄国城;高贵和;;生物膜-活性污泥复合膜生物反应器中同时硝化反硝的研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
8 李培睿;李宗义;王振宇;王海磊;贾蕴丽;;活性污泥凝絮体的形成过程[A];微生物生态学研究进展——第五届微生物生态学术研讨会论文集[C];2003年
9 冯生华;刘延华;;生物除磷糖控制(CHC)工艺的试验研究[A];中国水污染防治技术装备论文集(第六期)[C];2000年
10 易洋;周勉;曾茂军;;磁生物反应器试验研究[A];2009水业高级技术论坛论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 薛燕 胡敦明;从污水中找出“钱景”[N];淄博日报;2011年
2 周军 咸云飞;污水处理软件国产化获突破[N];中国石化报;2010年
3 广州中环万代环境工程有限公司 康明春;活性污泥法的调试技术[N];中国环境报;2003年
4 潘是德;打造绿色品牌[N];中国有色金属报;2005年
5 本报记者 来洁;追踪污水变清的奥秘[N];经济日报;2009年
6 邓国军;制药污水成为湖北环保新难题[N];中国环境报;2004年
7 ;高效的污水产业营运模式[N];中国水利报;2005年
8 张福景 (作者单位:郓城县自来水公司);浅谈水厂加氯[N];菏泽日报;2007年
9 记者 燕冰通讯员 蔡晓臻;“机器人”吞污泥吐肥料治蓝藻[N];苏州日报;2008年
10 李平;市污水处理厂通过省环保专项验收[N];武威日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 康家玉;制浆造纸废水生物处理过程建模与控制[D];陕西科技大学;2011年
2 卢永;固定化活性污泥与白腐菌处理焦化废水[D];南京理工大学;2010年
3 孙文田;剩余活性污泥吸附铅、镉特征的比较研究[D];吉林大学;2008年
4 TiroyaoneTshukudu;聚二烯丙基二甲基氯化铵的合成及其在水处理中的应用[D];重庆大学;2012年
5 郑蕾;活性污泥胞外聚合物吸附重金属效能与机制研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
6 李金娟;活性污泥利用挥发性脂肪酸储存聚羟基脂肪酸酯的研究[D];天津大学;2012年
7 王倩;铁矿石—微生物协同去除水中Cr(VI)的研究[D];浙江大学;2010年
8 汪美贞;烟草加工废水处理及其微生物学机制研究[D];浙江大学;2010年
9 陈玮;利用活性污泥混合菌群合成聚羟基烷酸脂的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
10 陈玮;利用活性污泥混合菌群合成聚羟基烷酸脂的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 鹿雯;阳离子表面活性剂对污泥脱水性能的改善和作用机理研究[D];昆明理工大学;2007年
2 席鹏鸽;解偶联用于污泥减量化的技术与机理研究[D];合肥工业大学;2005年
3 白素贞;剩余活性污泥改性及在废水处理中的应用研究[D];郑州大学;2005年
4 黄俊;活性污泥胞外聚合物对水中重金属镉锌的吸附效能及机制[D];哈尔滨工业大学;2006年
5 马楠;活性污泥胞外聚合物对土壤中重金属的吸附效能及机制[D];哈尔滨工业大学;2007年
6 杨葆华;高效生物破乳菌种筛选与破乳试验研究[D];同济大学;2006年
7 赵振;活性污泥数学模型在天山污水处理厂工艺优化改造中的模拟研究[D];东华大学;2004年
8 石小锋;磷钙废水生物处理工艺选择试验[D];兰州理工大学;2011年
9 何明;垃圾渗滤液生物处理过程的物理化学现象与研究[D];重庆大学;2003年
10 黄平;循环活性污泥—生物膜工艺(CAS-BT)污水处理设备的优化设计[D];吉林大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026