一、废水处理数学模型进展(论文文献综述)
任杰辉[1](2021)在《好氧流化床生物膜反应器中多相流动传质与污水处理机制研究》文中研究指明污水高效处理对污水资源化利用及社会可持续发展具有重要意义。然而,由于受污水处理技术及其机理认识的限制,使得污水处理的效率低、处理成本高。本研究以好氧流化床生物膜反应器(aerobic fluidized bed biofilm reactor,AFBBR)为研究对象,基于欧拉-欧拉-欧拉(Euler-Euler-Euler)三流体模型、群体平衡模型(population balance model,PBM)等理论构建气液固三相流动耦合数学模型,获取系统多相流动参数;通过探究系统宏观与微观氧传质过程,揭示多相流动与氧传质效能的响应机制;利用高通量测序技术、定量聚合酶链式反应(quantitative polymerase chain reaction,qPCR)等手段分析流动传质对微生物特性的影响,结合污水处理效能分析结果,揭示多相流动传质与污水处理的响应机制。主要研究结果包括:(1)构建的Euler-Euler-Euler-PBM三流体耦合数学模型可较为准确的获取气液固三相流动参数。在较高曝气量条件系统中气液固三相流化速度、湍流强度和气相体积分数较高;曝气孔间距明显增加了气相在柱体径向的分散程度,对气液固三相流化速度影响不明显;曝气孔径显着改变了系统的气泡直径大小,在DS=0.16 mm条件系统小直径气泡(0.27~1.03 mm)数量占比明显较高,可达74.8%;当载体填充率20-30%时,悬浮载体的流化状态较好。(2)合适的曝气方式和载体填充率条件形成的多相流动特性改善了系统的宏观与微观传质效能,且碳源的差异影响了系统的氧传质效率及氧的扩散动力学特性。曝气量5.77 m3/(h·m3)、曝气孔间距10 mm、曝气孔径0.16 mm、载体填充率20-30%条件提高了系统气液相间的氧传质效能;生物膜中氧浓度扩散与生物膜的厚度呈现显着高斯分布关系;C:N和碳源类型条件污水中氧传质速率(oxygentransferrate,OTR)和生物膜中氧扩散呈现相反的趋势。(3)曝气方式、载体填充率和碳源改变了 AFBBR系统的处理效果。曝气量5.77 m3/(h·m3)、间距10 mm、孔径0.27 mm和载体填充率为20-30%条件系统的脱氮除磷效果高于其他工况条件;高C:N条件通过强化同步硝化反硝化速率增加了系统的脱氮效率,在该条件TN和TP的处理效率分别可达72.2%和67.4%;与葡萄糖、乙酸钠和淀粉相比,丙酸钠明显改善了系统的脱氮除磷效率;AFBBR系统对COD、NH4+-N和TN的降解动力学满足悬浮生物质底物拟制Haldane动力学模型,且高C:N和合适碳源(丙酸钠)条件系统中NH4+-N和TN的降解速率qs,max较其他条件高。(4)曝气方式、C:N和碳源类型影响了生物膜物理化学组成及微生物学特性。悬浮载体表面附着生物膜微观结构分布较为均匀,存在多种形态结构的微生物;胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)中蛋白质的含量明显高于多糖和核酸,增加了生物膜在载体表面的附着程度;EPS中荧光基团类物质以类蛋白质为主,且其包含的官能团(多糖、羧基或烃基化合物、蛋白质、磷酸基团或硫酸盐基团、脂肪族基团)类型与生物膜类似;Protrobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes 为 AFBBR 系统的优势菌群,且系统中共检测24种脱氮型微生物和11种除磷型微生物。(5)曝气量5.77 m3/(h·m3)、间距10 mm、孔径0.27 mm和载体填充率为20-30%条件多相流动传质过程增加了功能微生物(Zoogloea、Acidovorax、Ottowia、Dechloromonas)丰度,并改善了功能基因(亚硝酸还原酶基因nirK/nirS、厌氧氨氧化基因AMX)的表达,促进了生物膜分泌较多的EPS,使得系统的CODcr、TN、NH4+-N和TP的处理效果达到最佳;与葡萄糖、乙酸钠和淀粉相比,丙酸钠通过改善系统微生物的组成及功能基因(nirS、nirK、AMX等)的表达,提高了系统的脱氮除磷效能。本研究成果从工程热物理学、环境工程学、微生物学等学科交叉的角度完善了 AFBBR系统中污水处理的机理,可为AFBBR系统设计及其推广应用提供技术与理论支撑。
张欢[2](2021)在《高盐度冲击后SAD生物脱氮工艺恢复特性与数学模拟》文中研究指明我国高盐含氮废水污染日益严重,污水排放标准日趋严格,探索高效稳定的生物脱氮工艺成为刻不容缓的任务。尽管厌氧氨氧化耦合异养反硝化(SAD)工艺可实现高效协同脱氮,但在反应过程中,高盐度废水会破坏SAD系统的稳定性。针对这一问题,本文对高盐度冲击后SAD工艺的恢复特性展开研究。因此,本文采用分阶段的方式依次探索了厌氧氨氧化(Anammox)工艺的恢复、SAD工艺的恢复,在此基础上建立Anammox工艺恢复模型、SAD工艺恢复模型,并对SAD工艺恢复的优化过程进行数学模拟,确定最佳C/N比参数,优化工艺恢复条件,进而实现SAD工艺高效恢复及稳定运行,以期为SAD工艺恢复系统稳定性并高效处理含氮有机废水提供理论指导与预测。主要结论如下:(1)研究Anammox工艺的恢复。通过逐步增加UASB反应器进水氮负荷(由0.17 Kg/(m3·d)增加到1.05 Kg/(m3·d))方式,考察了Anammox工艺受到高盐度冲击后的恢复及运行特性。结果表明:经过141 d的运行,NH4+-N、NO2--N、总氮(TN)去除率(NRE)及总氮去除负荷(NRR)分别达到95.37%、93.36%、81.42%和0.85Kg/(m3·d),这主要归功于Anammox污泥活性得到有效恢复;随着工艺运行效能的恢复,颗粒污泥的颜色由深褐色变为红褐色,平均粒径也随之增大,粒径大于1.5mm所占百分比最高(比重占到68.25%);此外,胞外聚合物(EPS)含量由105.89mg/g增大至147.98 mg/g,并且EPSP/EPSC比由6.05增大至13.34,厌氧氨氧化工艺可恢复到高效运行状态。(2)研究SAD工艺的恢复。在Anammox工艺恢复完成的基础上,投加低浓度的有机碳源(乙酸钠),保持C/N比在0.25附近。经过53 d的运行,DNB活性有所恢复,NH4+-N、NO2--N和COD的去除率分别达到93.43%、91.79%和82.22%,NRE、NRR和总氮负荷(NLR)分别达到82.99%、0.90 Kg/(m3·d)和1.09 Kg/(m3·d)。随着耦合工艺的恢复运行,颗粒污泥颜色由红褐色变为灰白色,并且为局部包裹。有机碳源的加入,使颗粒污泥粒径整体增大,大于1.5 mm的污泥所占百分比为72.06%,与上一阶段相比增加了3.81%。与此同时,EPS含量不断升高,运行至194 d时,反应器中EPS含量升高至203.53 mg/g(以VSS计),从而实现SAD工艺的恢复。(3)优化SAD工艺恢复性能数学模拟。首先,基于实验数据和改良数学模型(ASM1)构建SAD工艺恢复模型,将实验数据与模拟数据对比分析,在模拟恢复末期(194 d)时,NRE实验值与模拟值分别达到82.99%、82.90%,验证模型的有效性。其次,通过模型分析,探讨SAD工艺恢复过程中微生物的变化。最后,通过模拟预测,考察不同C/N比条件下耦合系统的脱氮性能及功能菌变化,模拟结果表明:随着C/N比的增加(0.3~1.0),An AOB浓度的增长速率和活性逐渐下降,而DNB的逐渐上升。此外,当C/N比从0.3增加到0.6时,NRE逐渐增加,说明An AOB与DNB的协同作用逐渐增强;当C/N比从0.6增加到1.0时,NRE逐渐下降,说明协同作用逐渐减弱,竞争作用逐渐增强。同时说明,当C/N比为0.6时,An AOB与DNB的协同作用达到最佳,NRE稳定在85.35%左右。此时厌氧氨氧化脱氮贡献率为83.33%,反硝化脱氮贡献率为16.67%。
包宇航[3](2021)在《某燃煤电厂水网络优化及末端废水回用工艺可行性研究》文中研究表明在我国长期处于水资源短缺及燃煤发电为主体能源结构的背景下,加之正式实施排污许可制度后,电厂的外排废水及废水处理工作受到了严格监管。随着大批电厂开展节水改造,经过分类收集、梯级利用及浓缩后产生的末端废水难以回用。本文以某燃煤电厂为研究对象,通过分析该燃煤电厂各用水系统的特点,对全厂用水网络进行优化设计,对末端废水进行回用处理,从而实现电厂废水零排放。通过对电厂全厂用水网络调研,在水平衡试验基础上,制订全厂整体用水的改进措施,初步降低了取水量和废水排放量,并得到改进后的水平衡图。对电厂进行水网络深度优化,选用水夹点-数学规划法作为节水减排优化方法,得出考虑设置零排放工艺情况下的用水网络图,全厂取水量由235 m3/h降低至157 m3/h,废水排放量由40 m3/h降为0。为解决由于电厂水质、水量不稳定造成优化过程计算繁琐等问题,以Python为主体,编写计算目标电厂用水数据的算法程序,得到最小取水量及对应的质量负荷等数据,与手工计算相符。以目标电厂末端废水为研究对象,根据深度节水得出的末端废水水质和水量为依据,从主流末端废水处理流程的三个阶段:末端废水预处理单元、浓缩减量段及固化单元,分别选择并设计方案进行比选。废水预处理单元通过从工艺流程、主要处理单元设计、投资运行费用等方面对比,推荐采用运行成本更低的氢氧化钙-硫酸钠-碳酸钠软化工艺,投加药剂成本为20.15元/m3。末端废水浓缩减量及固化段方案选择分别从系统总投资、总运行费用及综合经济指标进行比较,低温烟气蒸发浓缩减量+旁路烟道蒸发干燥工艺为推荐方案,方案总投资为6300万元,总运行费用为84.63元/m3,同时省去预处理工艺,结晶盐被转移到粉煤灰中,具有技术经济优势。目标电厂推荐采用低温烟气蒸发浓缩减量+旁路烟道蒸发干燥工艺为末端废水处理方案,经过浓缩蒸发,产水回用,达到了零排放的目的。本文通过对目标电厂的数据分析和研究,从理论上论证了电厂水网络优化及末端废水回用工艺方案的可行性,并根据论证结果提出节水建议和末端废水处理工艺选择方案,也对其他电厂节水减排工作具有一定参考意义。
周淼[4](2021)在《脱硫废水烟气蒸发系统热力分析及优化》文中研究说明大多数燃煤电厂为了减少煤炭燃烧产生的SO2污染,配备了完整的烟气脱硫系统,脱硫的方式以技术成熟、应用广泛的石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺为主,种类多样。脱硫废水作为湿法烟气脱硫的产物之一,含有大量的重金属盐类等污染物质,不能直接外排。随着国家对火电厂污染物质排放标准日益严格,实现脱硫废水“零排放”成为当下炙手可热的研究热点之一。在脱硫废水“零排放”工艺中,利用锅炉烟气热量实现废水的蒸发干燥是综合性能较优的工艺之一。脱硫废水烟气蒸发干燥“零排放”系统不同,其对电厂热经济性、设备可靠性及投资等的影响也有差异。因此,论文构建了不同的脱硫废水蒸发“零排放”系统,并建立了相应的热力计算模型,结合具体工程进行模拟计算。所得结果可为脱硫废水“零排放”工程的技术经济性分析提供依据和参考,具有一定的理论价值和实用价值。首先,通过建立湿法烟气脱硫系统能量平衡模型得到考虑外来能量进入脱硫塔时的出口烟气含湿量相对于不考虑外来能量进入高0.69%的结论,并结合脱硫系统水平衡模型、Cl-平衡模型,推导出燃煤电厂在煤含氯量不同的情况下脱硫废水排放量的理论计算方法。根据具体工程实例,得到某300MW燃煤机组脱硫废水产量QW=3940.87kg/h,可为后续蒸发系统的计算提供基础数据。其次,建立了饱和湿烟气含湿量、空气预热器出口烟温、烟气酸露点、锅炉热效率变化计算模型,并构建了三种不同的烟气蒸发脱硫废水系统的热力计算模型,重新定义了中温烟气蒸发脱硫废水排烟损失计算方法。结合工程实例,计算出不同蒸发工况下的机组参数,结果表明某300MW机组用低温烟气浓缩系统抽取烟气量约为中温烟气蒸发系统的3倍;用中温烟气蒸发系统空气预热器出口烟气温度下降约4℃,锅炉热效率下降0.29%,发电标准煤耗率增加1g/(KW·h);用中低温串联布置蒸发系统,若进入中温蒸发器内脱硫废水量增加10%,发电标准煤耗率增加0.021g/(KW-h),空气预热器出口烟温下降0.025℃,这些不利影响基本可以忽略。对于脱硫废水预浓缩方案,构建了汽轮机抽汽多效蒸发脱硫废水系统。利用Aspenplus软件搭建了三效蒸发脱硫废水模型,Ebsilon软件搭建某300MW电厂热力系统模型,模拟计算不同抽汽量下出口脱硫废水的流量、浓度、抽汽后电厂热经济性变化。结果表明,浓缩液含盐量超过50%,所需蒸汽量急剧增加;含盐量超过80%,多效蒸发系统的经济性急剧变差;抽汽多效蒸发脱硫废水系统热耗率最多增加3.5kJ/(KW-h),发电标准煤耗率最多增加0.2g/(KW-h)。最后,论文将汽轮机抽汽多效蒸发系统的热经济性指标和烟气蒸发系统的进行比较。同中温烟气蒸发系统相比,抽汽多效蒸发脱硫废水系统热经济性能更好;同串联布置烟气蒸发系统相比,二者热经济性能相差不大,需进一步从投资造价等经济因素方面进行对比才能选择最优方案。
李娉[5](2021)在《高COD啶虫脒废水处理工艺研究》文中认为本论文以兰州新区某化工企业产生的啶虫脒废水为研究对象,根据其具有盐分含量高、有机物浓度高、可生化性低等特点,遵循低成本高效率的处理原则,选用减压蒸馏、Fe/C微电解、芬顿氧化等工艺,分别对高COD啶虫脒废水进行预处理,并探究各工艺的最佳实验条件。通过对比不同顺序组合工艺的污染物去除效果和废水处理成本,确定出啶虫脒废水的预处理方案。借助GPS-X污水处理工艺仿真模拟软件,对预处理后的出水,进行生物处理工艺的比选、仿真模拟和参数优化,为该化工企业废水处理和同类废水处理提供参考。本论文的主要内容如下:(1)减压蒸馏单因素实验表明,不调整原废水酸碱度,蒸馏温度为50℃时,能够去除37.04%的CODCr。蒸馏过程去除了大部分啶虫脒等大分子难降解的有机污染物,并且降低了废水中的氨氮、总氮和含盐量。利用蒸馏后收集的冷凝液进行后续预处理时,能够获得更好的污染物去除效果,还能在一定程度上降低废水处理的药剂成本。(2)铁碳微电解单因素实验和响应面优化实验表明,Fe/C质量比为0.96,Fe/C投加量为210.01 g/L,进水pH为3,反应时间为90 min时,能够去除44.64%的CODCr。(3)芬顿氧化工艺单因素实验和响应面优化实验表明,H2O2投加量为1.28Qth(243.38 m L/L),进水pH为4,n(H2O2):n(Fe2+)为8.90,反应时间为95 min时,能够去除61.93%的CODCr。(4)通过对比不同组合工艺的CODCr去除效果和运行成本,本研究确定采用先减压蒸馏,后进行铁碳微电解+芬顿氧化组合工艺作为啶虫脒废水的预处理工艺。组合工艺单因素、响应面优化实验表明,在过氧化氢投加量为0.77Qth(80.93 m L/L),投加次数为3,进水pH为4,反应时间为98 min时,能够去除80.52%的CODCr,B/C值可提高至0.425。组合工艺对啶虫脒废水的CODCr去除效果和可生化提高效果优于单独处理工艺,且能够节省一部分药剂成本。(5)运用GPS-X模拟软件进行建模和比选,最终选择水解酸化池+生物膜-活性污泥复合池(IFAS)+沉淀池为废水生物处理方案。通过单因素模拟确定了该工艺的最佳运行参数:水解酸化池的停留时间为1 d,IFAS池DO浓度为3 mg/L,污泥回流比为60%,沉淀池排泥量为3 kg/d。经过工艺参数优化后的出水水质既远低于园区污水处理厂低浓度废水纳管标准,又能够节约废水处理费用,工艺参数优化效果较好。
黄一峰[6](2020)在《基于结合水力特征的厌氧消化1号模型对工业废水厌氧处理的数学模拟仿真》文中提出2002年IWA推出厌氧消化1号模型(Anaerobic Digestion Model No 1,ADM1),至今已将近20年。无论是对固态废物厌氧消化,还是对液态废水厌氧处理,抑或是多种废物共消化的科学研究和工程应用,ADM1都发挥了重要作用。特别在厌氧消化工程的技术开发、工艺设计、故障排查、工序优化等方面,ADM1模型更是起到了举足轻重的作用。ADM1作为一个通用性很强的模型,IWA所设计的模拟对象是城镇生活污水厂污泥的厌氧消化。模型中所隐含的水力特征(流态)是连续性搅拌模式(continuous stirred tank reactor,CSTR)。当模拟的对象是搅拌罐中固态物质的厌氧消化,以及大多数实验级别或小试的废水厌氧处理,直接应用ADM1是可行的。当中所涉及的模型水力流态问题并不突出,或者可以忽略。然而,对于目前全尺寸污水厌氧处理装置(full-scale wastewater anaerobic reactor)利用ADM1进行模拟时,若不加考虑其水力特征,而直接套用模型,有可能因为水力流态问题出现模拟仿真错误甚至失败。本文利用IC厌氧反应器作为厌氧废水处理的研究对象,开展模拟仿真。首先对IC反应器的水力特征开展研究,再将合适的水力流态模式与ADM1原模型结合,重新构建的数学仿真模型。该模型分别应用于实验室IC反应器的出水CODeff仿真,以及实际造纸脱墨废水厌氧处理系统的出水CODeff和沼气产气仿真,均取得了良好的模拟效果。本研究主要内容如下:(1)搭建实验所用的IC反应器,配置实验环境。运用Li+为示踪剂,对实验所用IC反应器开展示踪实验。运用停留时间分布(Residence Time Distribution,RTD)研究技术,绘制了反应器的C(t)-t停留时间函数曲线,并进行了归一化的分析比较。通过对反应器空白运行和正常运行的示踪结果比对,研究认为反应器的体积和HRT的大小,可能是影响其内部流态两个主要影响因素。进一步比较认为,利用多釜串联模型(Tank-in-series model,TIS)来模拟IC反应器,发现渐变体积全混流串联模型(Increasing-size CSTRs model,ISC)比其他串联模式更能够符合示踪结果。因此,本研究选用ISC方式用于该IC反应器的流态模拟。(2)在此基础上,建立了结合ISC串联的ADM1模型(ISC-ADM1),ISC按照1:2:5的比例进行整体单元划分。通过灵敏度分析结果,对丙酸和乙酸的Monod最大吸收速率和半饱和常数进行了估计修正。利用所建立的ISC-ADM1模型对IC厌氧反应器的启动过程进行模拟以及冲击实验,仿真结果与实测所得到的两个冲击试验出水CODeff变化趋势基本符合。(3)以广州某造纸污水厂IC反应塔为研究对象,按照泥水混合区、污泥膨胀区与深度精处理区进行区别,并以1:1:1的等比例进行串联CSTRs等效划分,建立了三级CSTRs串联结合ADM1的数学仿真模型,对全尺寸IC反应器开展模拟仿真。稳态入流条件下,仿真进入到稳定状态后,混合区中呈现出酸化特点,主要是由于大量的VFAs累积;仿真得出,所产生的VFAs主要在膨胀区与精处理区去除,IC反应塔的出水p H接近中性。而动态仿真结果得出,OLR增大后,出水CODeff有明显上升,随后逐渐恢复正常,达到稳定的理想出水效果。动态入流条件下,IC反应器所产生沼气中的CH4与CO2间的比例基本相同,且不随进水流量或进水浓度的变化而发生明显差异。入流底物在混合区中大量地转化为VFAs后,进入到膨胀区和精处理区的VFAs进一步得到分解去除。三个层区内厌氧消化中大分子的降解微生物(糖降解者Xsu、氨基酸降解者Xaa及长链脂肪酸降解者Xfa)呈现明显变化特点。(4)根据广州某造纸污水厂的脱墨制浆废水厌氧处理设计方案,建立了废水厌氧生化仿真数学模型,分为预酸化池模块和IC反应塔模块两大部分。同时依照ADM1数学模型理论假定,运用物化成分解析法,对实际脱墨废水成分的COD构成进行划分。针对局部灵敏度分析法无法对模型提供有效分析的弊端,选用全局灵敏度分析方法开展厌氧系统出水CODeff及沼气产气量的相关性分析,选取了丙酸、乙酸及氢的Monod吸收速率和半饱和常数等6个参数开展估计并修正。对脱墨废水厌氧系统出水CODeff及沼气产气量情况开展仿真模拟,结果显示,经过修正参数的仿真结果与实测值基本相符,且要好于原始参数的仿真结果。(5)预酸化作为厌氧生化前处理,是将废水中的大分子有机物分解为小分子有机物。利用修正参数仿真所得到的预酸化CODeff与现场实际预酸化取样测量的CODeff基本吻合;仿真所得到的预酸化沼气产气量几乎为0,符合预酸化池的实际情况。(6)本研究论证了数学仿真模型对全尺寸废水厌氧处理系统(IC反应塔、预酸化池)模拟仿真的有效性,可以应用于实际工业废水厌氧处理工程当中,为厌氧处理装置的运行、调试、诊断等实际操作提供有意义的理论模型指导。
张子尧[7](2020)在《机械蒸汽再压缩系统设计及多目标优化研究》文中研究说明工业经济快速发展,工业废水的排放量也与日俱增,其中化工、食品及医药等生产过程会排放大量的高浓度含盐废水,直接排放势必会造成淡水污染,此外有些废水中所含的无机盐具有较大的回收利用价值,对高浓度含盐废水进行处理并对其中的无机盐加以回收利用,能够带来环境与经济的双重效益,对高效且节能、运行费用低的含盐废水处理方法进行研究和开发非常有必要。因此本文采用机械蒸汽再压缩(Mechanical Vapor Recompression,MVR)技术,提出了并联双效MVR蒸发结晶处理系统。首先,通过分析无机盐溶液的特殊性质对系统的影响机理,提出了并联双效MVR蒸发结晶系统的设计思想,进而设计出系统的工艺流程,分析循环过程中的热力学原理;以高效且节能为目的,确定了系统中各主要设备类型,然后在必要的简化和假设的基础上建立起各主要设备的数学模型及系统的计算平台,借助已公开发表的实验数据加以验证。其次,基于上述数学模型,建立了考虑溶液中盐分影响的系统(?)分析模型,与传统的能量分析相结合作为系统性能评价手段;以常压下初始浓度为5%的硫酸钠溶液蒸发结晶为实例,对系统循环过程进行模拟计算,得到各管段工作介质的温度、流量、焓值及(?)等,同时获得系统中主要设备的换热面积、(?)损失及(?)效率等重要参数;引入传统三效蒸发结晶系统,采用与所提系统相同的计算实例数据,对两个系统进行对比分析,结果表明MVR系统整体的热力性能及节能性与传统系统相比显着提高,MVR系统的效能系数(COP)远超传统三效蒸发方案82.2%,同时单位能耗是传统三效系统的17.6%;从(?)分析角度出发,MVR系统的热力学完善程度更高,能量利用效果更好,MVR系统的(?)效率在高于传统三效蒸发系统51.5%的同时,(?)损失比传统三效蒸发系统低24.7%。之后,采用控制变量法,展开对并联双效MVR系统设计相关的理论研究,对设计过程中影响因素进行分析,重点分析蒸发温度、压缩机饱和温升及进料浓度对系统运行能耗及初始投资的影响。结果表明,系统中原料液的进料浓度对总换热面积和系统总功耗的影响均相对较小,较高的蒸发温度会使系统功耗降低但换热面积有所增加,而压缩机饱和温升提高则会使系统功耗增大、换热面积明显减小,在系统设计任务参数确定的条件下,蒸发温度对系统总功耗和总换热面积的影响规律与压缩机饱和温升对两者的影响规律相反,所以两者存在相对最佳组合值,由此引出了对系统进行参数优化的方向。最后,以系统总功耗和总换热面积均最小为优化目标,蒸发温度和压缩机饱和温升为优化变量,此外所有的其他影响因素都按照约束条件考虑在内,包括原料液进料质量流量、温度及浓度等,建立系统多目标优化计算模型;通过强度Pareto进化算法2(Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2,SPEA2)对优化变量取值进行搜索计算,借助模糊集合理论得到最优解。将优化前后系统的性能参数进行对比,系统总功耗降低了22.1kW,总换热面积减少了 31.2m2;优化后的工况下,系统COP值和(?)效率分别较优化前提高了 7.94%和5.91%,(?)损失减小了 38.4kW,证明优化后的操作条件下,系统热力学完善程度更高,能量利用率更大。
张锦涛[8](2020)在《混合智能算法在废水处理过程多目标优化的研究》文中提出废水处理过程是具有时变性、大时滞性的动态非线性生物反应过程,并且往往同时受多个变量共同影响,这些因素使针对其处理过程的在线监控和工艺优化的研究受到一定的限制。近年来,随着人工智能的发展,人们开始将智能算法应用于废水处理过程的水质预测和工艺优化中,并且取得了很好的效果。随着日益严格的出水排放标准,探究如何在提高出水水质的同时,降低运行能耗,也是当前废水处理领域需要解决的关键问题。本文在全面了解废水处理基准仿真模型(BSM1)、厌氧氨氧化(Anammox)技术、ANAMMOX与反硝化协同脱氮除碳技术和智能算法应用现状的基础上,分析了活性污泥工艺、ANAMMOX与反硝化协同脱氮除碳过程存在的多目标优化问题,系统的研究了构建多目标优化模型和软测量模型的思路和方法。本研究对于ANAMMOX过程水质的在线监测、工艺优化以及活性污泥工艺节能减排权衡具有重要意义。其主要工作内容和结论如下:(1)开发了废水处理自动监控系统。根据工业废水智能控制中试系统的控制要求,完成了相关软件和硬件设备的选型和废水处理自动监控系统运行界面的组态工作。(2)构建了基于主成分分析(PCA)、粒子群算法(PSO)、遗传算法(GA)和Elman人工神经网络(ANNe)的ANAMMOX过程出水水质的预测模型。采用基于PSO-GA的混合智能算法优化ANNe的初始权值和阈值。结果表明,优化后的模型对ANAMMOX出水NH3-N浓度、TN去除浓度和产气量预测的平均绝对百分比误差分别为0.10、0.033和0.114,对TN去除预测和产气量预测的收敛速度分布提高了15.88%和26.61%。以产气量的预测为例,相比于原始ANNe,预测精度提高了32.9%,其稳定性提高了83.7%,并且预测精度随着训练样本数量的增加而增加,具有工程应用潜力。(3)构建了基于最小二乘支持向量机(LSSVM)和快速非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)的ANAMMOX与反硝化系统脱氮除碳的多目标优化模型。结果表明,基于LSSVM的软测量模型测试阶段对NH3-N去除、TN去除和COD去除值的预测值和真实值相关系数分别为:0.997、0.969和0.990。当进水COD/TN、p H、NH3-N/NO2-N分别为0.24,7.44和0.928时,对应的NH3-N、COD值和TN去除率分别为90.15%、75.25%和89.97%,ANAMMOX与反硝化过程较好脱碳除氮性能。(4)构建了基准仿真模型BSM1的多目标优化模型,对出水水质和运行能耗进行优化。结果表明:相比于原始策略,优化策略下的出水水质提高了72.2%,运行能耗降低了5.68%。并且针对所有的进水水质和控制条件,优化策略对应出水水质和运行能耗总是优于原始策略。
龙琦[9](2020)在《植物酸化油废水厌氧生化法处理研究》文中研究表明植物酸化油废水由于其酸性强、有机物含量高、硫酸盐含量高和难生物降解等特性,在实际工程应用中面临处理成本高昂、处理效果不佳等问题。本课题以广东省东莞市某实业有限公司植物酸化油生产废水为研究对象,根据废水的污染特性和废水处理工程中存在的问题,提出了采用厌氧序批式反应器(ASBR)处理植物酸化油废水的工艺方法,并对反应器的启动方式、处理效能、参数优化和基质降解动力学进行了研究,为工程应用提供理论依据。对ASBR处理植物酸化油废水采用不同负荷的启动方式进行了研究。研究发现,低负荷启动条件下(前期废水经过稀释)污泥能更快速适应高浓度植物酸化油废水的冲击负荷,此时反应器有更高的有机物去除效率和更少的挥发性脂肪酸(VFA)、硫化物累积。低负荷启动与高负荷启动稳定后的平均COD去除率分别为51.2%、40.2%,稳定后VFA的平均积累浓度分别为1069 mg·L-1和1225 mg·L-1。稳定后硫化物的平均积累浓度分别为47.8 mg·L-1和77.6 mg·L-1。对运行稳定的ASBR处理植物酸化油废水的重要影响因素和处理效能进行了研究。结果表明,植物酸化油废水在厌氧反应初始p H=5、5.5的条件下,p H、硫化物浓度、VFAs浓度在一个周期的反应阶段内的波动较小,COD的去除率仅为15%~20%;而在初始p H=6、6.5、7、7.5、8的条件下p H、硫化物浓度、VFAs浓度波动较大且COD去除率可达50%~60%。根据不同初始p H下ASBR处理植物酸化油废水的效能与废水停留时间的关系,建立初始p H-废水停留时间-COD去除率定量关系的多元非线性回归模型,该模型显着性高。由模型结论可知,在初始p H为7.5,废水停留时间为84h时有最大的COD去除率。对优化条件下的植物酸化油废水的厌氧反应进行了基质降解动力学研究,结果表明,在基质快速降解期内COD得到快速去除,基质的比降解速率高,模型=507.6-(2.633×106)/(S-4390)可以较好地描述此时的基质降解过程;在抑制期内COD去除速率快速下降,基质比降解速率低,模型=(1199-(6.219×106)/(S-4390))×(1-P/1082)0.4326可以较好地描述此时的基质降解过程。
文康[10](2020)在《微泡气浮与废液循环强化Fenton氧化试验及机理研究》文中提出化工产业在我国国民经济中占有重要地位。化工生产过程中会产生大量成分复杂、难降解工艺废水,对其进行经济有效处理是化工行业亟需解决的问题。气浮法具有分离效率高、停留时间短、运行成本低等特点,能有效去除废水中悬浮物、油类物质及其它污染物。Fenton氧化法具有氧化性强,适合于高浓度难降解有机废水氧化降解。本文在结合微泡气浮技术与Fenton氧化技术的特点,提出采用基于微泡气浮的循环流态化氧化技术,研制基于微泡气浮循环流态化氧化装置,并采用该装置处理香料生产工艺废水。采用常规Fenton氧化法处理香料生产工艺废水,在初始pH=3.0、H2O2(30%)投加量为36 mL/L、[Fe2+]/[H2O2]质量比为0.12、反应时间为40 min的条件下,COD去除率为50.21%。采用Fenton氧化-微泡气浮联合工艺处理,在进水压力0.06 MPa、进气速率90 mL/min,H2O2(30%)投加量为36 mL/L、[Fe2+]/[H2O2]质量比为0.12、反应时间为40 min条件下,COD去除率达63.41%,COD去除率提高13.2个百分点。微泡气浮强化处理试验结果表明,采用单一射流引气法制造微泡,微泡平均直径在154.40373.60μm之间,微泡平均直径较大。利用该方法制造微泡进行气浮强化处理香料生产工艺废水,COD去除率在50.08%69.81%之间,且随着微泡平均值逐渐减小,COD去除率逐渐升高。当微泡平均直径为154.40μm时,废水COD去除率达高达69.81%;采用单一溶气析出法制造微泡,微泡平均直径在73.4294.38μm之间,微泡平均直径较小。采用该方法制造微泡进行气浮强化处理香料生产工艺废水,COD去除在68.21%76.4%之间,COD去除效果较高,且随着微泡平均直径逐渐减小,COD去除率逐渐升高。当微泡平均直径为94.38μm时,废水COD去除率达最大为76.4%;采用射流引气与溶气析出耦合法制造微泡,微泡平均直径在100.13109.40μm之间。采用该法制造微泡进行气浮强化处理香料生产工艺废水,COD去除率在79.3%以上。当微泡平均直径为101.08μm时,废水COD去除率高达82.01%,对应的射流压力P1=0.03 MPa、溶气压力P2=0.01 MPa。建立了D10(微泡平均直径)与P1(射流压力)、P2(溶气压力)之间微泡尺寸调控的数学模型。无废液循环时,废水COD去除率为12.7%。采用废液循环方式,废水COD去除率会大幅度提高,且随着循环处理时间延长,废水COD去除率逐渐增大。循环处理时间由10 min增大到40 min时,废水COD去除率从48.7%提高到82.01%,提高了33.31个百分点。采用粒子成像测速(PIV)对装置内部反应区、分离区的流场进行了测试。测试结果表明,在装置反应区附近,流场具有较强的湍流强度,有利于药剂的分散与混合。在距离反应器底部高z=75 mm处,流体的轴向速度较大且方向向下,此过程向下流体与底板会产生强烈的撞击,流体会发生逆流碰撞及剪切作用,同样促进了药剂的分散和混合。在反应装置的分离区附近,该区域附近的流体速度较为均匀、稳定,有利于微泡携带的污染物从废水分离。
二、废水处理数学模型进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、废水处理数学模型进展(论文提纲范文)
(1)好氧流化床生物膜反应器中多相流动传质与污水处理机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 好氧流化床生物膜反应器应用及发展趋势 |
1.2.1 流化床生物膜反应器概述 |
1.2.2 AFBBR设计及运行的参数 |
1.2.3 AFBBR应用现状与存在问题 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 气液固三相流动特性数值模拟研究进展 |
1.3.2 多相流动过程中氧传质机制研究进展 |
1.3.3 流动传质与污水处理机制研究进展 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 技术路线 |
2 材料与方法 |
2.1 AFBBR反应装置 |
2.1.1 AFBBR系统装置简介 |
2.1.2 悬浮填料 |
2.2 接种污泥与模拟污水 |
2.2.1 接种污泥 |
2.2.2 实验用水 |
2.3 反应器启动与常规指标分析方法 |
2.3.1 反应器启动方法 |
2.3.2 常规指标分析方法 |
2.4 氧传质特性分析方法 |
2.4.1 清水曝气充氧性能分析方法 |
2.4.2 OTR分析方法 |
2.4.3 生物膜微观氧浓度与动力学分析 |
2.5 生物膜参数分析方法 |
2.5.1 生物量测定与计算 |
2.5.2 SEM分析 |
2.5.3 EPS提取与测定分析 |
2.5.4 荧光光谱分析 |
2.5.5 红外光谱FTIR分析 |
2.6 生物膜微生物群落与功能型基因分析方法 |
2.6.1 生物膜样品前处理 |
2.6.2 DNA提取与目标片段扩增 |
2.6.3 高通量测序 |
2.6.4 qPCR分析 |
2.7 统计学分析方法 |
3 气液固三相流动耦合模型构建及流动特性模拟研究 |
3.1 模型理论基础 |
3.1.1 多相流模型理论 |
3.1.2 湍流模型理论 |
3.1.3 PBM模型理论 |
3.1.4 相间作用力模型理论 |
3.2 三相流动耦合模型构建与验证 |
3.2.1 物理模型构建与边界条件设置 |
3.2.2 Euler-Euler-Euler-PBM耦合模型构建 |
3.2.3 模型的适应性评价 |
3.2.4 模拟参数条件设置 |
3.3 气液固三相流动特性模拟分析 |
3.3.1 曝气量对气液固三相流动影响分析 |
3.3.2 曝气孔间距对气液固三相流动影响分析 |
3.3.3 曝气孔径对气液固三相流动影响分析 |
3.3.4 载体填充率对气液固三相流动影响分析 |
3.4 本章小结 |
4 气液固三相流动对相间氧传质特性影响研究 |
4.1 清水曝气充氧性能研究 |
4.1.1 曝气量对充氧性能影响分析 |
4.1.2 曝气孔间距对充氧性能影响分析 |
4.1.3 曝气孔径对充氧性能影响分析 |
4.1.4 载体填充比率对充氧性能影响分析 |
4.2 污水处理过程中氧传质机制研究 |
4.2.1 曝气方式对污水中氧传质性能的影响 |
4.2.2 碳源对污水中氧传质性能的影响 |
4.2.3 填充率对污水中氧传质性能的影响 |
4.3 生物膜微观氧扩散动力学分析 |
4.3.1 生物膜微观氧转移规律分析 |
4.3.2 曝气方式对生物膜微观氧扩散动力学的影响 |
4.3.3 碳源对生物膜微观氧扩散动力学的影响 |
4.3.4 载体填充率对生物膜微观氧扩散动力学的影响 |
4.4 多相流动特性与氧传质效能响应关系分析 |
4.4.1 曝气方式及载体填充率与氧传质效能响应关系分析 |
4.4.2 碳源与氧传质效能响应关系分析 |
4.5 本章小结 |
5 基于流动传质的污水处理效能优化及作用机制研究 |
5.1 AFBBR系统污水处理效能优化研究 |
5.1.1 有机物处理效果分析 |
5.1.2 氮处理效果及机制分析 |
5.1.3 磷处理效果分析 |
5.1.4 多相流动传质与污水处理效能响应关系分析 |
5.2 碳氮比对污水处理机制影响研究 |
5.2.1 C:N对污水处理效果的影响 |
5.2.2 C:N对沿程污染物浓度分布的影响 |
5.2.3 C:N、氧传质效能与污水处理效能响应关系分析 |
5.3 碳源类型对污水处理机制影响研究 |
5.3.1 碳源类型对污水处理效果的影响 |
5.3.2 碳源类型对沿程污染物浓度分布的影响 |
5.3.3 碳源类型、氧传质效能与污水处理效能响应关系分析 |
5.4 本章小结 |
6 多相流动传质与生物膜特性响应机制研究 |
6.1 生物膜表观特性及官能团组成分析 |
6.1.1 生物膜表观特性 |
6.1.2 基于FTIR技术的生物膜官能团组成分析 |
6.2 流动传质对EPS组成及分布的影响 |
6.2.1 EPS含量分布规律 |
6.2.2 EPS荧光组分确定与分析 |
6.2.3 基于FTIR技术的EPS化学组成分析 |
6.3 流动传质对微生物组成及功能基因表达的影响 |
6.3.1 微生物群落多样性分析 |
6.3.2 微生物群落组成分析 |
6.3.3 功能微生物及q PCR功能基因分布特性 |
6.4 多相流动传质、污水处理效能与微生物群落响应关系分析 |
6.5 本章小结 |
7 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望与建议 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(2)高盐度冲击后SAD生物脱氮工艺恢复特性与数学模拟(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 污水脱氮技术 |
1.2.1 物化法脱氮技术 |
1.2.2 生物法脱氮技术 |
1.3 厌氧氨氧化工艺 |
1.3.1 厌氧氨氧化的发现 |
1.3.2 厌氧氨氧化反应机理 |
1.3.3 厌氧氨氧化菌的特性 |
1.3.4 厌氧氨氧化工艺脱氮的影响因素 |
1.3.5 厌氧氨氧化工艺研究进展 |
1.4 厌氧氨氧化耦合异养反硝化工艺 |
1.4.1 厌氧氨氧化耦合异养反硝化工艺反应机理 |
1.4.2 厌氧氨氧化耦合异养反硝化工艺的影响因素 |
1.5 高盐度冲击后系统恢复特性的研究现状 |
1.6 活性污泥数学模型的研究进展 |
1.6.1 活性污泥数学模型的发展 |
1.6.2 国内外研究现状 |
1.6.3 Anammox工艺模型研究现状 |
1.6.4 SAD工艺模型研究现状 |
1.7 课题研究来源、目的、意义、内容及技术路线 |
1.7.1 课题来源 |
1.7.2 研究目的和意义 |
1.7.3 研究内容 |
1.7.4 技术路线 |
第2章 材料与方法 |
2.1 实验装置 |
2.1.1 反应器装置及工艺流程 |
2.2 接种污泥及试验用水 |
2.2.1 接种污泥 |
2.2.2 试验用水 |
2.3 实验测定指标与方法 |
2.3.1 实验仪器 |
2.3.2 污水常规指标的监测方法 |
2.3.3 EPS的测定方法 |
2.3.4 污泥粒径(PSD)测定方法 |
2.4 实验计算公式 |
2.5 基于ASM1活性污泥数学模型的建立 |
2.5.1 模型平台的选择 |
2.5.2 ASM1模型的介绍 |
2.5.3 AQUASIM软件介绍 |
第3章 高盐度冲击后厌氧氨氧化工艺恢复及运行特性 |
3.1 引言 |
3.2 试验运行条件 |
3.2.1 试验用水及接种污泥 |
3.2.2 试验装置及运行方式 |
3.3 厌氧氨氧化工艺恢复性能分析 |
3.3.1 底物浓度对厌氧氨氧化工艺恢复的影响 |
3.3.2 HRT对厌氧氨氧化工艺恢复的影响 |
3.4 厌氧氨氧化工艺恢复污泥特性分析 |
3.4.1 污泥表观性状 |
3.4.2 粒径分布变化 |
3.4.3 EPS特性变化 |
3.5 本章小结 |
第4章 厌氧氨氧化耦合异养反硝化工艺的恢复 |
4.1 引言 |
4.2 试验用水及运行方式 |
4.3 SAD工艺恢复性能分析 |
4.4 工艺恢复中化学计量学和p H值的变化 |
4.5 SAD工艺恢复污泥特性分析 |
4.5.1 污泥表观性状 |
4.5.2 粒径分布变化 |
4.5.3 EPS特性变化 |
4.6 本章小结 |
第5章 优化SAD工艺恢复性能数学模拟 |
5.1 引言 |
5.2 本研究模型的建立 |
5.2.1 模型的建立 |
5.2.2 模型的假设 |
5.3 模型参数的灵敏度分析 |
5.4 模型参数的校正分析 |
5.5 厌氧氨氧化工艺恢复数学模拟 |
5.5.1 厌氧氨氧化工艺恢复数学模型灵敏度分析 |
5.5.2 厌氧氨氧化工艺恢复数学模型校正 |
5.5.3 厌氧氨氧化工艺恢复数学模型检验 |
5.5.4 工艺恢复中功能菌浓度变化 |
5.5.5 工艺恢复中功能菌活性变化 |
5.6 SAD工艺恢复数学模拟 |
5.6.1 SAD工艺恢复数学模型灵敏度分析 |
5.6.2 SAD工艺恢复数学模型校正分析 |
5.6.3 SAD工艺恢复数学模型检验 |
5.6.4 工艺恢复中功能菌浓度及活性的变化 |
5.7 SAD工艺恢复性能优化 |
5.7.1 不同C/N比对SAD工艺恢复性能的影响 |
5.7.2 不同C/N比对SAD工艺恢复中微生物的影响 |
5.7.3 不同C/N比对SAD工艺恢复脱氮贡献率的变化 |
5.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况 |
致谢 |
作者简介 |
(3)某燃煤电厂水网络优化及末端废水回用工艺可行性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.1.1 课题研究背景 |
1.1.2 课题研究意义 |
1.2 燃煤电厂节水减排研究及应用现状 |
1.2.1 电力企业水平衡现状 |
1.2.2 水系统集成技术现状 |
1.2.3 燃煤电厂末端废水处理技术发展情况 |
1.2.4 燃煤电厂节水减排现状简析 |
1.3 研究主要内容及技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究技术路线 |
第2章 目标电厂水平衡优化 |
2.1 电厂基本概况 |
2.1.1 供水系统 |
2.1.2 排水系统 |
2.2 水平衡试验内容 |
2.3 水平衡试验结果分析 |
2.3.1 主要监测点结果 |
2.3.2 全厂用水情况分析 |
2.4 主要分系统用水概况分析 |
2.4.1 供水系统 |
2.4.2 公用水系统 |
2.4.3 工业循环冷却水系统 |
2.4.4 除盐水制备及使用系统 |
2.4.5 脱硫系统 |
2.4.6 生活-绿化-消防系统 |
2.4.7 废水处理及回用系统 |
2.5 优化用水流程 |
2.5.1 不合理用水改进措施 |
2.5.2 水平衡优化分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 水网络深度优化 |
3.1 现有水网络优化分析 |
3.2 水系统集成计算分析 |
3.2.1 用水过程极限数据修正 |
3.2.2 水夹点-数学规划法优化 |
3.3 水网络深度优化设计 |
3.4 效益分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 电厂水网络优化算法的模拟 |
4.1 Pandas数据读写 |
4.2 程序运行及计算过程 |
4.3 数据计算结果与分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 末端废水回用工艺方案 |
5.1 末端废水水质及水量分析 |
5.2 末端废水预处理方案 |
5.2.1 石灰-碳酸钠软化工艺 |
5.2.2 氢氧化钠-碳酸钠软化工艺 |
5.2.3 氢氧化钙-硫酸钠-碳酸钠软化工艺 |
5.2.4 预处理方案比选 |
5.3 末端废水浓缩减量+固化段方案 |
5.3.1 末端废水浓缩减量+固化段方案选择 |
5.3.2 方案总投资比较 |
5.3.3 方案运行费用比较 |
5.3.4 方案综合技术经济指标比较 |
5.4 末端废水回用方案整体比选分析 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(4)脱硫废水烟气蒸发系统热力分析及优化(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 背景及意义 |
1.1.1 背景 |
1.1.2 意义 |
1.2 脱硫废水处理技术综述 |
1.2.1 传统工艺 |
1.2.2 深度处理工艺 |
1.2.3 零排放处理工艺 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 国内研究现状 |
1.3.2 国外研究现状 |
1.4 本文研究内容与方法 |
第2章 湿法烟气脱硫废水量理论计算 |
2.1 湿法脱硫系统能量平衡 |
2.1.1 不考虑外来能量的湿法脱硫系统能量平衡计算模型 |
2.1.2 考虑外来能量的湿法脱硫系统能量平衡计算模型 |
2.2 湿法烟气脱硫系统水平衡 |
2.3 脱硫废水量理论计算模型 |
2.3.1 烟气中C1元素的含量计算 |
2.3.2 脱硫废水量计算模型 |
2.4 计算结果分析及应用 |
2.5 本章总结 |
第3章 脱硫废水烟气蒸发系统构建及热力计算模型 |
3.1 脱硫废水烟气蒸发零排放系统构建及优缺点分析 |
3.2 低温烟气脱硫废水浓缩系统热力计算模型 |
3.2.1 低温烟气脱硫废水浓缩系统出口烟气含湿量求解 |
3.2.2 低温烟气脱硫废水浓缩系统热力计算方法 |
3.3 中温烟气脱硫废水蒸发系统热力计算模型 |
3.3.1 中温烟气脱硫废水蒸发器出口烟气温度确定 |
3.3.2 空气预热器出口烟气温度计算 |
3.3.3 锅炉热效率变化 |
3.3.4 中温烟气脱硫废水蒸发系统热力计算方法 |
3.4 低温浓缩器+中温蒸发器串联布置蒸发系统热力计算模型 |
3.5 工程实例计算结果分析及应用 |
3.6 本章总结 |
第4章 汽轮机抽汽多效蒸发脱硫废水系统构建及模拟计算 |
4.1 多效蒸发脱硫废水系统 |
4.1.1 多效蒸发的流程选择 |
4.1.2 多效蒸发的效数确定 |
4.2 多效蒸发废水系统构建 |
4.3 脱硫废水多效蒸发系统数学建模 |
4.3.1 蒸发系统数学模型 |
4.3.2 换热器数学模型 |
4.4 脱硫废水多效蒸发系统模型求解 |
4.4.1 Aspen plus软件简介 |
4.4.2 物性选择和收敛方法 |
4.4.3 模型的建立 |
4.5 Aspen模块单元介绍 |
4.5.1 预热器(冷凝器)单元模块 |
4.5.2 蒸发设备单元模块 |
4.5.3 分离器和混合器单元模块 |
4.6 建立Aspen plus脱硫废水多效蒸发模型 |
4.6.1 Aspen plus模拟结果 |
4.7 废水多效蒸发系统热力性评价 |
4.7.1 系统造水比GOR |
4.7.2 系统比传热面积 |
4.8 本章总结 |
第5章 汽轮机抽汽对电厂热经济性影响计算与分析 |
5.1 利用Ebsilon为某300MW机组构建热力系统模型 |
5.1.1 Ebsilon热力模型组件介绍 |
5.1.2 Ebsilon机组热力系统模型搭建 |
5.2 计算结果分析 |
5.4 本章总结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士阶段发表论文及参与课题情况 |
学位论文评阋及答辩情况表 |
(5)高COD啶虫脒废水处理工艺研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 高COD化工废水水质特征及处理现状 |
1.3 蒸馏技术概述 |
1.3.1 蒸馏技术的主要方法 |
1.3.2 减压蒸馏技术的应用 |
1.3.3 减压蒸馏工艺的影响因素 |
1.4 铁碳微电解技术概述 |
1.4.1 铁碳微电解工艺反应机理 |
1.4.2 铁碳微电解工艺的应用 |
1.4.3 铁碳微电解工艺影响因素 |
1.5 Fenton氧化工艺概述 |
1.5.1 Fenton氧化工艺机理 |
1.5.2 Fenton氧化工艺的应用 |
1.5.3 Fenton氧化工艺影响因素 |
1.5.4 铁碳微电解和Fenton氧化组合工艺机理及应用 |
1.6 污水生物处理软件的概述 |
1.6.1 污水生物处理模型的发展及应用 |
1.6.2 污水厂模拟软件的介绍 |
1.6.3 污水厂模拟软件的应用 |
1.7 研究内容、创新点与技术路线 |
1.7.1 研究内容 |
1.7.2 研究创新点 |
1.7.3 研究技术路线 |
第二章 啶虫脒废水处理路线设计 |
2.1 啶虫脒废水 |
2.1.1 废水水量及水质 |
2.1.2 排放标准 |
2.2 废水处理工艺的选择 |
2.2.1 废水预处理工艺 |
2.2.2 废水生物处理工艺 |
2.3 废水预处理实验材料与方法 |
2.3.1 实验材料与仪器 |
2.3.2 实验装置 |
2.3.3 实验方案 |
2.3.4 分析测定方法 |
2.4 废水生物处理仿真模拟方法 |
第三章 废水预处理单独实验研究与结果讨论 |
3.1 减压蒸馏实验 |
3.1.1 单因素实验 |
3.1.2 处理能力分析 |
3.2 铁碳微电解实验 |
3.2.1 单因素实验 |
3.2.2 响应面优化实验 |
3.2.3 效果分析实验 |
3.3 芬顿氧化实验 |
3.3.1 单因素实验 |
3.3.2 响应面优化实验 |
3.4 本章小结 |
第四章 废水预处理组合实验研究与结果讨论 |
4.1 组合工艺顺序的确定 |
4.2 单因素实验 |
4.3 响应面优化实验 |
4.4 组合工艺与单独工艺处理能力对比 |
4.5 本章小结 |
第五章 废水生物处理工艺的仿真模拟与结果讨论 |
5.1 进水水质分析 |
5.2 废水生物处理工艺的确定 |
5.3 废水生物处理工艺参数的确定 |
5.3.1 水解酸化池停留时间对出水水质的影响 |
5.3.2 IFAS池溶解氧(DO)对出水水质的影响 |
5.3.3 污泥回流比对出水水质的影响 |
5.3.4 沉淀池排泥量对出水水质的影响 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(6)基于结合水力特征的厌氧消化1号模型对工业废水厌氧处理的数学模拟仿真(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 废水的厌氧生物处理技术 |
1.2.1 传统的厌氧反应器 |
1.2.2 第一代高效厌氧反应器 |
1.2.3 第二代高效废水厌氧反应器 |
1.3 厌氧消化过程模拟 |
1.3.1 厌氧消化基础理论 |
1.3.2 厌氧消化1号模型 |
1.4 厌氧反应装置的水力特征 |
1.4.1 ADM1示例的流态模式 |
1.4.2 废水厌氧反应装置的流态模式 |
1.5 基于BSM平台的ADM1 应用 |
1.5.1 BSM1模型 |
1.5.2 BSM2模型 |
1.5.3 BSM2 中的ADM1 模块 |
1.6 研究目的和主要内容 |
1.6.1 本文研究的目的及意义 |
1.6.2 本文的主要研究内容 |
本文研究技术路线图如下 |
第二章 实验IC反应器的搭建与流态模拟 |
2.1 引言 |
2.2 实验与方法 |
2.2.1 搭建IC厌氧系统 |
2.2.2 颗粒污泥接种 |
2.2.3 试验废水成分 |
2.2.4 IC反应器的启动 |
2.2.5 反应器示踪实验 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 反应器启动情况 |
2.3.2 停留时间分布RTD曲线 |
2.3.3 IC反应器的RTD曲线及其讨论 |
2.3.4 多釜串联模型介绍 |
2.3.5 IC反应器的多釜串联模拟 |
2.3.6 IC反应器的返混程度及其去除效率分析 |
2.3.7 IC反应器的返混影响因素讨论 |
2.4 本章小结 |
第三章 实现试验IC厌氧反应器的数学模拟 |
3.1 引言 |
3.2 实验平台与方法 |
3.2.1 实验软件平台 |
3.2.2 灵敏度分析及自动参数估计 |
3.2.3 建立IC反应器厌氧数学模型 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 结合ISC水力串联的模型设置 |
3.3.2 实验IC反应器的ADM1参数灵敏度分析 |
3.3.3 对乙酸和丙酸的k_m和K_s参数估计 |
3.3.4 模型的对比的应用与验证 |
3.3.5 利用冲击负荷实验对模型进行验证 |
3.4 本章小结 |
第四章 建立全尺寸IC反应器数学模型 |
4.1 模型的建立与仿真方法 |
4.2 引言 |
4.2.1 ADM1模拟废水厌氧处理流态问题 |
4.2.2 基于轴向扩散对ADM1的改进 |
4.2.3 建立以串联CSTRs的生化反应方程 |
4.2.4 全尺寸IC反应器水力流态设置 |
4.2.5 全尺寸IC反应器仿真条件设置 |
4.3 模拟结果与讨论 |
4.3.1 仿真操作平台 |
4.3.2 实际废水处理模型的简化与假定 |
4.3.3 基准稳态条件下仿真结果与分析 |
4.3.4 动态条件下仿真结果与分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 造纸脱墨废水厌氧处理系统数学模拟仿真 |
5.1 引言 |
5.2 脱墨废水厌氧生化处理概况 |
5.2.1 厌氧生化系统组成及处理流程 |
5.2.2 设计处理废水水质主要指标 |
5.3 仿真模型的建立及分析讨论 |
5.3.1 脱墨废水预酸化模型的建立 |
5.3.2 脱墨废水IC反应塔内的模型设置 |
5.3.3 工厂实际的脱墨废水 |
5.3.4 脱墨废水入流组分的划分 |
5.3.5 全局灵敏度分析及其结果 |
5.3.6 参数估计 |
5.3.7 仿真结果的比较与验证 |
5.3.8 预酸化池的模拟结果 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
创新点 |
展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(7)机械蒸汽再压缩系统设计及多目标优化研究(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
1 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 蒸发浓缩技术 |
1.2.1 传统蒸发浓缩技术 |
1.2.2 机械蒸汽再压缩技术 |
1.3 研究现状 |
1.3.1 MVR系统工艺流程 |
1.3.2 系统综合性能评价 |
1.3.3 蒸发系统优化研究 |
1.3.4 发展趋势 |
1.4 主要研究内容 |
2 并联双效MVR系统热力学模型建立 |
2.1 并联双效MVR系统提出 |
2.1.1 沸点升高原理 |
2.1.2 沸点升对系统的影响 |
2.2 MVR系统设备介绍 |
2.2.1 蒸发器 |
2.2.2 蒸汽压缩机 |
2.2.3 预热器 |
2.2.4 分离器 |
2.3 系统工艺流程及热力学原理 |
2.4 系统数学模型 |
2.4.1 降膜式蒸发器 |
2.4.2 强制循环蒸发器 |
2.4.3 预热器 |
2.4.4 蒸汽压缩机 |
2.4.5 分离器 |
2.5 模型验证 |
2.6 本章小结 |
3 系统模拟计算及性能分析 |
3.1 (?)及其基准态 |
3.2 (?)模型建立 |
3.2.1 物流(?) |
3.2.2 评价标准 |
3.3 实例计算 |
3.4 与传统系统的对比 |
3.4.1 参比系统介绍 |
3.4.2 对比分析结果 |
3.5 本章小结 |
4 并联双效MVR系统理论设计分析 |
4.1 蒸发温度的影响 |
4.2 压缩机饱和温升的影响 |
4.3 进料浓度的影响 |
4.4 参数优化方向 |
4.5 本章小结 |
5 系统多目标优化设计 |
5.1 多目标优化问题的基本概念 |
5.2 优化模型建立 |
5.2.1 目标函数 |
5.2.2 约束条件及变量取值范围 |
5.3 SPEA2算法计算 |
5.4 最优解决策 |
5.5 结果讨论 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
A.发表及录用的论文 |
B.攻读硕士学位期间获得的奖励 |
(8)混合智能算法在废水处理过程多目标优化的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 本论文的研究背景与意义 |
1.2 厌氧氨氧化脱氮 |
1.2.1 厌氧氨氧化机理 |
1.2.2 厌氧氨氧化反应的主要影响因素 |
1.3 厌氧氨氧化与反硝化协同脱氮除碳 |
1.3.1 厌氧氨氧化与反硝化协同脱氮除碳原理 |
1.3.2 厌氧氨氧化与反硝化协同脱氮除碳主要影响因素 |
1.4 废水处理厂节能减排研究现状 |
1.5 基于混合智能算法的软测量和多目标优化技术 |
1.5.1 基于混合人工神经网络的软测量技术 |
1.5.2 基于混合智能算法的多目标优化应用现状 |
1.5.3 基于混合智能算法的节能减排技术应用现状 |
1.6 本论文的研究内容及技术路线 |
1.6.1 本论文的研究内容 |
1.6.2 本论文的技术路线 |
第二章 废水处理自动监控系统 |
2.1 废水处理工艺流程图 |
2.2 废水处理自动监控系统的主要硬件架构 |
2.3 废水处理自动监控系统的主要软件架构 |
2.3.1 Step7-MicroWIN SMART软件 |
2.3.2 McgsPro组态软件及其组态 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于PCA-PSO-GA-ANNe的厌氧氨氧化出水软测量建模研究 |
3.1 厌氧氨氧化出水水质软测量模型智能算法 |
3.1.1 主成分分析 |
3.1.2 Elman神经网络 |
3.1.3 粒子群算法参数设置及其影响 |
3.2 PCA-PSO-GA-ANNe建模步骤 |
3.3 基于PCA-PSO-GA-ANNe的厌氧氨氧化出水水质软测量模型建模 |
3.3.1 材料与方法 |
3.3.2 模型性能评价指标 |
3.3.3 主成分分析结果与讨论 |
3.3.4 PCA-PSO-GA-ANNe模型的参数优化 |
3.4 PCA-PSO-GA-ANNe模型稳定性和收敛性讨论 |
3.4.1 PCA-PSO-GA-ANNe模型训练阶段对出水氨氮的预测分析 |
3.4.2 PCA-PSO-GA-ANNe模型在测试阶段对出水氨氮的预测分析 |
3.4.3 PCA-PSO-GA-ANNe模型对TN去除和产气量的预测分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 LSSVM-NSGA-Ⅱ的厌氧氨氧化与反硝化协同过程的多目标优化 |
4.1 最小二乘支持向量机 |
4.2 快速非支配遗传算法 |
4.3 LSSVM的厌氧氨氧化与反硝化协同过程的水质建模 |
4.4 厌氧氨氧化与反硝化协同过程多目标优化模型建模 |
4.5 优化结果与讨论 |
4.5.1 LSSVM的仿真结果分析 |
4.5.2 厌氧氨氧化与反硝化协同过程的多目标优化结果分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 基准仿真模型BSM1的多目标优化 |
5.1 基准仿真模型BSM1的建模与验证 |
5.1.1基准仿真模型BSM1 |
5.1.2 基于Simulink的 BSM1 建模步骤 |
5.1.3 基准仿真模型BSM1模型的验证 |
5.2 基准仿真模型BSM1的多目标优化 |
5.2.1 基准仿真模型BSM1的多目标优化建模步骤 |
5.2.2 基准仿真模型BSM1的评价函数 |
5.2.3 基准仿真模型BSM1的约束规则 |
5.2.4 多目标优化算法和BSM1模型之间的参数传递及使用方法 |
5.3 基准仿真模型BSM1的多目标优化结果讨论 |
5.3.1 基准仿真模型BSM1的进水水质分布情况 |
5.3.2 优化策略下的节能减排分析 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
1 结论 |
2 展望与意见 |
参考文献 |
附录 |
攻读硕士期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(9)植物酸化油废水厌氧生化法处理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 植物酸化油废水简介 |
1.1.1 植物酸化油废水的来源及污染特性 |
1.1.2 植物酸化油废水的危害 |
1.2 植物酸化油废水处理研究进展 |
1.2.1 物理化学法 |
1.2.2 生化法 |
1.2.3 高级氧化法 |
1.3 含长链脂肪酸废水厌氧处理技术原理及研究进展 |
1.3.1 含长链脂肪酸废水厌氧有机物降解原理 |
1.3.2 含长链脂肪酸废水厌氧处理技术研究进展 |
1.4 含硫酸盐有机废水厌氧处理技术原理及研究进展 |
1.4.1 含硫酸盐有机废水厌氧有机物降解原理 |
1.4.2 含硫酸盐有机废水厌氧处理技术研究进展 |
1.5 课题研究的意义及主要内容 |
1.5.1 课题研究的意义 |
1.5.2 课题研究的内容 |
1.5.3 课题研究的技术路线 |
第二章 试验材料与方法 |
2.1 试验装置 |
2.2 试验原水与接种污泥 |
2.2.1 试验原水 |
2.2.2 接种污泥 |
2.3 试验使用仪器与试剂 |
2.4 分析方法 |
2.4.1 水质分析方法 |
2.4.2 污泥分析方法 |
2.5 动力学模型的研究方法 |
2.5.1 动力学模型的建立 |
2.5.2 动力学模型的分析 |
第三章 植物酸化油废水厌氧反应器启动研究 |
3.1 前言 |
3.2 试验方法 |
3.2.1 试验用水水质 |
3.2.2 试验过程 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 低负荷启动厌氧反应器效能研究 |
3.3.2 高负荷启动厌氧反应器效能研究 |
3.3.3 两种厌氧反应器启动方式对比研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 植物酸化油废水厌氧生化处理研究 |
4.1 前言 |
4.2 试验方法 |
4.2.1 中和絮凝预处理 |
4.2.2 厌氧生物处理 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 物化预处理的研究 |
4.3.2 pH、硫化物及VFAs的研究 |
4.3.3 COD变化及COD去除率的研究 |
4.3.4 初始pH-废水停留时间-COD去除率的数学模型的研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 植物酸化油废水厌氧基质降解动力学研究 |
5.1 前言 |
5.2 试验方法 |
5.2.1 抑制动力学模型 |
5.2.2 动力学试验 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 动力学试验结果的研究 |
5.3.2 基质快速降解期的动力学模型的研究 |
5.3.3 抑制期的动力学模型的研究 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(10)微泡气浮与废液循环强化Fenton氧化试验及机理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 引言 |
1.1 课题来源 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 研究内容及技术路线 |
2 文献综述 |
2.1 化工废水处理技术发展现状 |
2.2 微泡气浮技术研究现状 |
2.3 Fenton高级氧化技术研究现状 |
2.4 本章小结 |
3 微泡气浮与废液循环强化Fenton氧化试验 |
3.1 氧化气浮一体化装置及原理 |
3.2 废水水质分析 |
3.3 微泡气浮与废液循环强化Fenton氧化试验 |
3.4 本章小结 |
4 微泡气浮强化Fenton氧化的过程机制 |
4.1 微泡气浮强化Fenton氧化的效果与机理 |
4.2 Fenton氧化强化过程微泡尺寸调控 |
4.3 本章小结 |
5 废液循环强化Fenton氧化的过程机制 |
5.1 废液循环强化循环流态化氧化的效果与机理 |
5.2 基于废液循环的装置内部流场测试 |
5.3 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
四、废水处理数学模型进展(论文参考文献)
- [1]好氧流化床生物膜反应器中多相流动传质与污水处理机制研究[D]. 任杰辉. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]高盐度冲击后SAD生物脱氮工艺恢复特性与数学模拟[D]. 张欢. 河北工程大学, 2021(08)
- [3]某燃煤电厂水网络优化及末端废水回用工艺可行性研究[D]. 包宇航. 东北电力大学, 2021(11)
- [4]脱硫废水烟气蒸发系统热力分析及优化[D]. 周淼. 山东大学, 2021(09)
- [5]高COD啶虫脒废水处理工艺研究[D]. 李娉. 兰州大学, 2021(09)
- [6]基于结合水力特征的厌氧消化1号模型对工业废水厌氧处理的数学模拟仿真[D]. 黄一峰. 华南理工大学, 2020(05)
- [7]机械蒸汽再压缩系统设计及多目标优化研究[D]. 张子尧. 西安科技大学, 2020(01)
- [8]混合智能算法在废水处理过程多目标优化的研究[D]. 张锦涛. 华南理工大学, 2020(02)
- [9]植物酸化油废水厌氧生化法处理研究[D]. 龙琦. 华南理工大学, 2020(02)
- [10]微泡气浮与废液循环强化Fenton氧化试验及机理研究[D]. 文康. 中国矿业大学, 2020