曝气生物滤池在中水工程中的应用及虚拟设备研究

论文摘要

曝气生物滤池是符合我国国情的简易高效低耗的城市污水处理新工艺,近十几年来发展迅速,将成为解决我国所面临的严峻的水环境污染和水资源短缺问题的主要技术途径之一。本文对采用上流式曝气生物滤池的一个中水项目进行了研究。具体内容如下:1、考察了该工艺的处理效果,并研究水力负荷等因素对曝气生物滤池处理性能的影响。曝气生物滤池采用自然挂膜的启动方式所需时间较短,大约经过15天左右的时间即可挂膜成功,COD、氨氮去除率分别稳定在80%、60%左右。2、根据假设条件,建立曝气生物滤池的经验模型和多基质模型。3、基于模型把虚拟仪器与水处理工艺相结合,利用虚拟仪器开发环境LabVIEW开发了曝气生物滤池虚拟设备。4、以调试过程中的数据进行动态和静态模拟计算,对实测数据与模拟数据进行了比较分析,并根据虚拟设备对出水的总氮进行了预测,对参数灵敏性也进行了模拟分析。5、模拟分析结果与实验测量值的对比表明:仿真结果与实测数据吻合较好,在一定条件下,系统状态对参数的变化表现出一定的敏感性。本文的工作表明LabVIEW用于环境工程领域具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 中水回用技术
• 1.2.1 中水系统的分类
• 1.2.2 国内外中水技术发展动态
• 1.2.3 中水处理工艺
• 1.3 曝气生物滤池
• 1.3.1 发展背景及应用现状
• 1.3.2 曝气生物滤池的原理和特点
• 1.3.3 常规曝气生物滤池的分类
• 1.3.4 应用研究前景
• 1.4 虚拟仪器LabVIEW概述
• 1.4.1 LabVIEW简介
• 1.4.2 虚拟仪器的应用
• 第二章 课题来源及研究内容
• 2.1 课题来源
• 2.2 研究内容
• 2.3 工程介绍
• 2.3.1 污水水量、水质
• 2.3.2 工艺流程
• 2.3.3 主要建、构筑物及设备
• 2.3.4 监测项目和分析方法
• 第三章 曝气生物滤池的启动与运行
• 3.1 滤池的设计构造
• 3.2 曝气生物滤池的启动
• 3.3 曝气生物滤池的运行及影响因素
• 3.3.1 水力负荷对COD去除的影响
• 3.3.2 水力负荷对氨氮去除的影响
• 3.4 曝气生物滤池的反冲洗
• 第四章 污水处理数学模型的建立
• 4.1 曝气生物滤池COD去除经验模型
• 4.2 曝气生物滤池氨氮去除经验模型
• 4.3 污染物去除多基质简化模型
• 4.3.1 反应动力学子模型
• 4.3.2 曝气生物滤池子模型
• 4.3.3 多基质系统模型
• 第五章 基于模型的虚拟仪器开发与应用
• 5.1 实验数据和软件输入数据的确定
• 5.1.1 进水组分转换方程
• 5.1.2 出水组分转换方程
• 5.1.3 活性生物浓度的确定
• 5.2 程序的编写
• 5.2.1 程序的组成
• 5.2.2 程序的界面
• 5.2.3 G语言程序框图
• 5.2.4 模型求解
• 5.2.5 修正温度对参数值的影响
• 5.2.6 灵敏度分析
• 5.3 虚拟仪器分析
• 5.3.1 对污染物去除的模拟分析
• 5.3.2 对TN去除效果的预测
• 第六章 总结与建议
• 6.1 研究总结
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间的研究成果