分布式废水处理体系的设计研究

摘要

随着淡水资源的日益短缺，以及对废水排放的要求越来越严格，工业过程中的废水处理问题已经引起了人们的广泛关注。废水处理体系的设计致力于研究过程工业中废水排放的最小化和费用的最小化问题。与集中式处理体系相比，分布式处理体系能在一定程度上降低投资和操作费用，因此以分布式处理体系的设计为主要发展趋势。本文在总结文献中所提出的废水处理体系设计方法的基础上，分析了废水处理网络体系设计的发展趋势，并提出了分布式废水处理体系设计的新方法，本论文的主要内容有以下几个方面： 第一：单杂质单处理体系的设计。该部分问题的关键是如何确定水夹点。本文提出了一种新的方法确定体系中的夹点水流，其依据是夹点处的水流需要部分处理部分旁路。在确定出夹点水流之后，只需要对夹点水流进行计算求解其处理量，就能够得到整个处理体系总处理量的目标值。提出了旁路比计算式，通过该计算式可以确定出夹点水流的处理量，并简化体系的设计过程。 第二：单杂质多处理体系的设计。很多情况下，由于浓度的限制和处理过程性能的限制，如果只使用一个处理过程不能满足环境要求时，则需要采用两个或更多个处理过程。 此时需要确定过程的执行顺序，体系的执行顺序由处理单元的限制条件确定，为了减少处理费用，应尽可能减少费用较高过程的处理量。 第三：多杂质多处理体系的设计。该部分主要有两种情况：每个处理过程可处理一种杂质的情况和每个处理过程可处理多个杂质的情况。由于整个体系的处理量与各处理过程的执行顺序有关，所以设计合理的执行顺序以及各处理过程中流量的分配情况是该部分的主要问题。提出了最小虚拟处理量(PMTF)和总处理流量势(TTFP)两个概念。其中PMTF是指在不考虑其他杂质和水流的情况下，使水流I 中的杂质j 满足环境要求时，单元k的最小处理量。TTFP 则反映了所有水流中杂质j 经过单元k时的最小处理量。如果体系的处理费用与总处理量成正比，应以总处理量最小为目标，为了尽可能地降低总处理量，TTFP值最小的处理过程先执行，TTFP 值最大的应最后执行。另外，对于能够处理多种杂质的过程，每种杂质都有其对应的TTFP 值，为了满足环境的要求，应取其中的最大值作为该处理过程的总处理流量势。如果各单元的处理费用与处理量不成正比关系，体系的设计将更加复杂，此时应以总处理费用最小为目标。通常，为了避免总处理费用的增加，应先执行费用高的处理过程。并提出了一些设计规则对该情况进行设计。本方法极大地简化了多杂质废水处理体系的设计过程。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:符号说明

声明

第一章 绪 论

第二章 单杂质废水处理体系的设计

第三章 多杂质多处理过程体系的设计

第四章 挥发性有机化合物处理体系的设计

第五章 结 论

参考文献

致 谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果