基于ASM2的A/O工艺机理模型及自动控制研究

摘要

目前最常用的污水处理方法是活性污泥法,这种方法具有机理复杂、非线性、时变性等特点,已经广泛运用于工业和市政污水治理.该污水处理方法在设计、运行管理以及控制上存在诸多困难.因此,建立活性污泥法各种工艺模型、建立先进的污水处理实时自动监控系统是提高污水处理效果和进行有效运行的重要手段.当今社会对于环保的要求越来越高.在除去有机物同时,脱氮除磷的要求也越来越为严格,因此有必要在活性污泥带有脱氮除磷功能的ASM2模型基础上根据具体的工艺要求建立模型以适应应用的需要.本文的主要内容介绍如下:1、概述了污水再利用的意义,污水自动控制系统国内外的现状,污水处理模型的研究价值以及污水处理控制的基本策略.2、介绍了活性污泥污水处理的原理及过程,详细介绍了A<'2>/O工艺原理,并简单介绍了一些现今使用的活性污泥工艺.3详细介绍了ASM2模型形式,在此基础上对方程的系数进行适当的简化,导出通用反应速率方程.同时针对A<'2>/O工艺原理,提出假设,简化方程的参数和维数,推导出A<'2>/O工艺的机理模型,并对模型进行仿真和分析.4、介绍了作者参与的无锡芦村污水处理厂的自动控制监控系统,重点描述了作者负责的上位机组态和网络构成.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.1.1污水处理再生利用的现状和意义

1.1.2我国污水处理再生利用存在的问题与对策

1.1.3我国城市污水处理再生利用的发展趋势

1.2活性污泥法数学模型

1.2.1活性污泥法模型简介

1.3污水处理自动控制发展概述

1.3.1国外污水处理厂发展现状

1.3.2国内污水处理现状

1.4污水处理过程的控制策略

1.4.1污水处理过程的特点

1.4.2常规控制策略

1.4.3最优化控制策略

1.4.4智能控制策略

1.5数学模型对污水处理的意义

1.6本文研究内容

第二章活性污泥法A2/O工艺介绍

2.1引言

2.2活性污泥法简介

2.3 A2/O工艺介绍

2.3.1生物脱氮系统基本原理

2.3.2生物脱氮系统的基本工艺流程

2.3.3生物除磷系统基本原理

2.3.4生物除磷系统的基本工艺流程

2.3.5 A2/O脱氮除磷工艺简介

2.3.6 A2/O脱氮除磷工艺的环境影响因素

2.4其他活性污泥法工艺简介

2.4.1间隙曝气活性污泥(SBR)工艺

2.4.2氧化沟工艺

第三章基于ASM2的A2/O机理建模

3.1引言

3.1.1机理模型

3.1.2ASM模型的选取

3.2 ASM2模型

3.2.1组分介绍

3.2.2 ASM2的数学模型

3.3 ASM2模型的简化

3.3.1模型简化假设

3.3.2模型系数

3.3.3简化速率公式

3.4基于机理的A2/O模型

3.5模型仿真与分析

3.5.1机理仿真分析

3.5.2生产异常下的模型变化分析

第四章无锡芦村污水处理厂自动控制系统

4.1引言

4.2无锡污水处理厂工艺

4.3控制结构

4.4控制系统的硬件配置

4.4.1信号采集

4.4.2硬件配备

4.4以太网的控制系统网络图

4.5软件实现

4.5.1系统控制要求

4.5.2 PLC编程

4.5.3组态

4.6应用效果分析

4.7结束语

第五章结论与展望

参考文献

附录

致谢