毕业设计翻译

1、 设置评估SBR工艺中的控制策略是为了提高氮和磷的去除 摘要氮，碳和磷在SBR法中交替好氧，缺氧和厌氧阶段同时处理成为可能，这需要精心优化在不同反应阶段的反应顺序和时间。碳和氮对废水排放起到了监测仪器使用的作用。监测pH值，ORP已经使人们能明确区分具有不同特点：硝化终止时间，碳的氧化，以及内外动力反硝化。一个自动化程序根据这些特征点分层检测和两个传感器结合使用，导致了在不同反应阶段持续时间的优化。这样，在氧合方面取得了真正的节约，在反应器生产率的提高（在以下方面碳，氮，磷去除）和一个良好的适应负荷变化。2006爱思唯尔有限公司保留所有权利。 关键词：污水处理;丁苯橡胶;控制;生物过程监控;内

2、外动力反硝化 1. 简介： 污染加剧，再加上工业活动的增加和有关的法律限制排放越来越严格，着眼于优化污水处理问题。城市废水SBR处理提供了一种替代解决方案，比如活性污泥法。此外SBR法有被成功地用于处理复杂的化学废水1,2，猪粪3，生理盐水废水4，受污染的土壤5。它通过去除营养物和固相结合成为可能/在相同的液体分离槽，适宜的反应周期管理。从理论上讲，交替曝气缺氧阶段，导致彻底清除悬浮物，碳，磷，硝酸根离子是在好氧硝化作用产生的。SBR工艺要求高可靠性，特别是关于反应阶段，为了延续其运作。随着城市废水特性随时间波动（在以下方面成分及成分浓度），看来有必要根据不同工艺阶段的出水水质来调整出水长度。

3、这可以通过管理与网上的分批处理阶段工期控制SBR法来实现。这种控制的目的有两方面：（一）提高经过处理废水的质量以及（ii）为减少能量消耗。后者尤其重要的是代表曝气主营业务成本之一。这种控制可以简单地实现定时器记录从一个阶段转移到另一个阶段的持续时间。这方面已开展了与牛奶加工合作处理污水6，废水7，高电荷污水的排出8。 在更严格的条件下，污水处理的自动化需要克服负载的变化。控制程序要按照生物反应在反应器内的进展来研究。为此，人们必须能够实时估计SBR中的营养素含量（尤其是氨氮，硝酸盐和磷酸盐离子）。然而，在目前，该技术是不适合进行在线监测。因为它费时，太昂贵，或许在实验室离线测量（例如。这是与离

4、子色谱法的情况）。为了克服困难的分析，SBR中简单的物理化学参数可以帮助解释定义阶段工期的进展。一些作者表明:pH值和ORP可以在批处理过程中控制结束硝化和反硝化作用3,9,10。在文献中，有利用pH值和ORP在SBR工艺中的控制策略的例子。有些学者建议利用pH值或ORP绝对值来控制不同阶段结束11-13。这种方法可能不完全可靠，因为在废水中重要成分变化频繁。 其他作者提出一个更可靠的控制策略，由传感器探测剖面的相对变化（拐点，最低和最高）14-20。在有氧的溶解氧演化阶段通常使用控制硝化结束12,21,22。大部分时间，没有调控的氧气含量的监管，因此，硝化结束的检测是基于增加氧气值14,23

5、,24。文献20,25表明，SBR法系统为我们提供了在最佳条件下使用过程控制策略， 当氧的贡献可调节两个设定点。 文献中已经讨论了在特定的使用条件下的传感器已经不可能了。文献22提到在某些好氧阶段氧化还原电位和溶解氧的特征点检测的难度介绍。对于文献13，pH值在有氧阶段，为在缺氧阶段ORP的更多信息。许多作者推测该pH传感器更可靠，有比ORP较好的相关性的生物现象26,27。这项工作提出了两个传感器的有氧阶段和二阶段的缺氧控制的其他传感器控制使用精确的研究，以及与外源性和内源性之间脱氮的比较。 本文提出是基于对pH值，ORP和氧摄取率变化（我们）剖面监测 所开发的策略。这项工作是一个新的贡献6

6、,8,9,11从不同的角度前工务： （1）在书目中，SBRs已成功用于呼吸的氧气，以调节氧气贡献20,28。这项工作提出的算法控制策略，在我国采用原位计算的控制 （2）控制策略是建立在两个传感器有氧和无氧阶段。在相使用两个传感器提高了控制策略的可靠性。 （3）通过比较不同的策略进行了SBR工艺周期实验室里，目前的工作是：增加这一过程的可靠性，以减少冲击负荷变化，以促进节约能源和改善生产力的过程。 （四）介乎24小时周期（有固定的时间延迟）的比较而目前控制的战略已经实现。 （5）过程控制策略是基于数据采集 几个月时间，在这期间实际负载的变化进行了测试。 在以前的工作，文献29表明，交替在一个缺氧

7、和好氧SBR工艺进行优化，以期能实现人们需要的的碳，氮，磷去除。SBR工艺的优化周期由两个交替好氧缺氧（A / O法）相（厌氧后喂养），（A / O法）阶段。在第一缺氧阶段（第二喂养），外源性的反硝化，即使用外部的微生物实现反硝化碳源根据式。 (1): NO3+0.25C10H19NO3+H+0.267HCO3 +0:267NH4-0:5N2 +0.655CO2 +0.612C5H7O2N + 2.3H2O（1）同时，在缺氧的第二阶段，反硝化作用是内源性（缺乏外源碳源），即微生物使用内部实现反硝化碳源根据均衡。（2）：NO3+0.25C5H7NO2- 0.5N2 +1:25CO2 +0:25N

8、H3 +OH（2） 本文提出了一种新的方法来控制的策略内源性或外源性提高SBR法在增强氮，磷去除的反硝化作用。 该控制策略的三个传感器（pH值使用为基础，ORP和DO）使SBR工艺优化。根据碳，氮，磷的去除。初始信号过滤使我们能够确定第一或第二衍生物环，而不是绝对价值。该控制战略旨在减少每个周期阶段的长度，以提高系统的生产力和营养物去除，尤其是氮和磷。 2。材料和方法 2.1。实验装置SBR（图1）有1320工作容积。这是在40搅拌转速在有氧阶段和30在缺氧阶段转。操作员配备不同的探针：氧化还原电位（E + H的公积金82，南格，法国），溶解氧（恩德斯豪斯COS的4），电导率（E + H的华彩

9、50），浊度（SOLITAX，兰格博士，噪声大乐，法国），一级（Millitronics的XPS / XCT，Meyreuil，法国），pH值和温度（恩德斯 公积金 81）。该采集系统（OPC数据服务器施耐德）包括曲线拟合和特征点检测。控制氧气的贡献2至5 mgO2 L？1。各周期阶段被自动控制（多伦多证券交易所高级版，TE电器）。图1示意图实验装置。 公积金81）。该采集系统（OPC数据服务器施耐德）包括曲线拟合和特征点检测。氧气的贡献是控制在2至5 mgO2 L-1。各周期阶段的自动化控制（多伦多证券交易所高级版，TE电器）。2.2。操作模式通常情况下，SBR法主要分为五个阶段：充填，反应

10、，沉淀，吸引和闲置。30天污泥停留时间限制的应用污泥产量。有氧和无氧的交替阶段可以或多或少复杂。根据处理所需的水平。在本方案中，在本案中，其目的是消除碳，氮和磷。与法国的要求达成协议。成立的循环以达到增强磷，N去除率： 改善污水脱氮，第二次发生在开始喂食第二缺氧阶段29。 一一个反硝化及缺氧诱导喂养例厌氧条件有利于除磷30;这就是为什么一个长周期厌氧（3小时）发生在周期开始的地方。2.3。废水表征和分析方法绩效评估法国标准的方法来确定污染指标：化学需氧量（COD）（核因子T 90-101），总Kjeldhal氮（TKN）（异5663-1984（女），总悬浮固体（TSS）（核因子T 90-105

11、-1），硝酸盐，亚硝酸盐离子和（核因子恩10304-2）磷酸盐离子。铵离子浓度离子色谱法测量了（戴安的DX 100）。在绩效评估是按照公式计算。（3）：（输入值产值）|输入值乘以100（3）2.4。信号处理和氧摄取率的计算 该滤波方法的选择和特征点检测为尽可能简单。一流的递归低通滤波器与使用转让在拉普拉斯的场函数。 当地最低或最高的测定比较点在简单的测量点附近，或在更广泛的附近时，有被认为是微不足道的点。A曲线提出了一个拐点时，其二阶导数被取消，相当于它的一阶导数的顶部。一阶导数首次过滤，然后计算二阶导数。作者：二阶导数符号改变表示有拐点。 在有氧阶段，调节氧气水平2至5 mgO2 L-1。当

12、曝气是''关于''里面的氧气质量平衡堆载于Eq.（4）：CO2是在反应器溶解氧浓度（毫克升？1），二氧化碳*在饱和溶解氧浓度（毫克升？1）和KLA是氧气传质系数（高？1）。当曝气是'' ''关闭，反应器内氧的质量平衡减少到均衡。（5），氧摄取率（我们）计算为梯度溶解氧5至2 mgO2 L的1？：包括测量与在线值离散我们的评价溶解氧。3。结果与讨论3.1。控制策略的定义SBR工艺周期表明，有一特征之间的联系点pH值，ORP和本店曲线和终止时间生物反应。与特征点检测连续相移应使氮淘汰，磷去除和改善生产率的提高整个系统的优化。这个周期的

13、研究导致了pH值，耗氧速率（OUR）和ORP控制点的定义，特别是对相应的硝化或反硝化作用，或对碳的氧化月底结束由文献中9,10。3.1.1。pH值来确定的硝化结束/反硝化在硝化和反硝化作用，pH值变化表现两个分别相对应的结束和对硝化反硝化特征点结束。在硝化结束的特点是最低pH值变化，这是所谓的'氨山谷和反硝化的结束用一个最大的pH值称为'硝酸盐顶点'9,103.1.2。ORP的使用，以确定最终的反硝化 有三个转折点上注明的氧化还原电位剖面一测序过程9,10。第一个对应的结束在好氧阶段的硝化作用。第二个相对应的缺氧和第三阶段的开始表明了反硝化结束。这最后的拐点，所谓

14、9;' ''硝酸盐膝盖，经常用于过程控制。 SBR工艺周期24小时内，两个拐点很容易在两次被检测缺氧阶段。他们对应分别为外源和内源性反硝化结束。第三个缺氧阶段（指出缺氧3）长度时间过长，超过了，硝酸根离子的消失而持续导致厌氧条件有利于磷释放在周期结束。一个后果是恶化水质在治疗结束。3.1.3。利用耗氧量，以确定结束硝化 在以往的工作13,14，我们并没有计算;的溶解氧值直接使用。 控制在2溶解和氧浓度5 mgO2 L？在有氧阶段1使人们有可能计算出氧的微生物消耗率。如果氧摄取率（我们）是推迟了生物质按时间，一个转折点，对应于碳的氧化和硝化结束观察，作为由文献中17,20

15、。3.2。控制程序安装在一个semiindustrial试点 建立一个控制策略对检测的基础以前定义的特征点的目的是：（一）提高整体系统的生产力，（二）提高脱氮除磷外源性和内源性之间硝化区分，以及控制除磷及（三）适应污水负载的变化。此外，该方法的独创性提出了在两个主要领域在于：（一）使用两个传感器每一阶段及（ii）直接测量控制我们在SBR法。在有氧阶段，我们和pH值被用来控制硝化阶段结束时pH值和ORP缺氧被用来检测反硝化结束。两个传感器的使用提出了分阶段，如维护的传感器之一（校准推导，电子干扰，。）起点和终点有一个更精确和快速检测等优点。这一点将在后面讨论。3.2.1。控制好氧阶段的长度 硝化

16、结束的对应于最低pH值的演化和/或对本店曲线拐点。控制程序中描述的图。2。该规例的氧气的贡献创造pH曲线的波动使人们更难以察觉到最低点。控制算法是基于最低点检测。该相移诱导时，提出了更高的最低点比前值（对应于最小）。3.2.2。缺氧段长度控制 在有氧阶段，相移时被触发无论是最大的pH值变化或ORP的拐点检测。这是可能的，在缺氧的开始阶段，剩余氧气干扰氧化还原电位的概况;这是为什么计算开始时，溶解氧低于0,5 mgO2 L？1。控制程序中描述的图。3。 图。2。控制程序在有氧阶段 图。3。在缺氧阶段控制程序。3.3。研究了控制策略的反应3.3.1。比固定控制策略（CS）的时间延迟24小时 这一减

17、少率和排放浓度控制周期进行了比较，24小时循环时间延迟周期以上的试运行数个月（见表3）。这两个因子与法国要求碳氮，磷完全符合，好于同时间延迟周期得到的。该控制策略提到一个对碳，氮，磷和总悬浮固体污染SBR法去除更优化的方案。该控制策略导致更好C N 中去除，尤其是由于良好的适应负荷变化，并改善了除效果。在缺乏一个控制策略（如在24小时周期的情况下），最后阶段往往是缺氧进行了反硝化结束后的很长一段时间，从而创建于年底磷释放厌氧条件有利的周期。该控制策略避免了人们有可能在缺氧反硝化结束最后阶段停止对P 24小时周期的观察。3.3.2。优先使用每个阶段的两个传感器 一克服废水的轻载问题： 一些作者2

18、2提到了缺乏在某些周期DO和ORP的监测点概况。在这项研究中，与轻载传入废水，这是不可能的检测拐点，因此只有利用pH值测量。这一观察证实在每个阶段中使用两个传感器的重要性。 - 好氧阶段转变过程中相感应： 在2个月内，确定其中最常见的引起的相移的传感器。结果列于表4的相移引起的各种传感器类型的百分比。表4显示，在有氧阶段，相移，主要是由于受同时检测的最低pH值在我们的拐点曲线。 用于只排在第二的pH值（47和30 1和2好氧阶段分别）来确定相移位置。 文献13提出了一些不属于统计研究的基础上的结论，对他们来说，可以让更多的pH值在好氧阶段的信息。这项工作表明，经过几个星期内，在好氧阶段的pH值

19、更有效更可靠。可以说，有氧相位控制可利用pH值来实现，不过我们提出了负载变化和废水毒性，pH值不能提供资料。- 缺氧阶段转变过程中相移研究： 该阶段结束对缺氧控制更复杂。事实上，在缺氧的第二阶段（外源反硝化）一般的传感器相移法是采用氧化还原电位探头（72的情况下），在缺氧的第三阶段（内源性反硝化），pH值是用来在85的案例中（见表4）。论文结果表明，如果诱导的氧化还原电位相移，最大的pH值会稍晚被检测出来。另一方面，它可能发生的一拐点上的氧化还原电位曲线点未检出。正如已经litterature中提到，在氧化还原电位曲线拐点并不总是在一定条件下也标有26。 在缺氧阶段，这是非常关键的比较外源性和

20、内源性结束时反硝化点检测，因为它是可能外源性或内源性关联代谢的一个传感器。这是在以前很难找到研究过程中的控制策略外源性和比较内源性反硝化脱氮的时间为最多的时候，只有内生14或13外源性。 N去除的强化策略描述文献29具有两种不同的描述，使人们有可能在内外动力比较脱硝的控制算法步骤。 期间外源反硝化（缺氧阶段2）氧化还原电位是更可靠的传感器（诱导72的情况相移）。这一结果与13协议表明，氧化还原电位是谁在缺氧阶段提供更多的信息比如pH值（外生反硝化）。在反硝化过程中内源性相反，（缺氧第3阶段），pH值是一个更可靠的传感器（诱导相移85的案例）。 这些结果表明，外源反硝化涉及ORP的条件的修改，可

21、能是由于胞外化学反应过程中不采取内源性的地方脱硝（内硝酸盐还原）。3.3.3。生产率的提高 许多作者提到生产力的增加，因为控制策略。文学21，导致了能源节约能源为为20文献17，好氧阶段和缺氧阶段分别下降了45和15。 该控制程序的安装使人们有可能提高了45的生产力减少了系统的需要处理同等数量水的时间（见表5）。此外，好氧阶段从整体上看长度减少了一半（63 1和好氧阶段33为有氧二期），避免了过度曝气反应器（见表5）。在缺氧阶段的长度减少整体75，即52为2和缺氧阶段为633（表5）缺氧阶段。3.3.4。验证负载适应性增加在这个实验中对实际负载的变化进行了实验，由于与利摩日污水处理厂的废水进入

22、美联储。在此期间，进水最高和最低值分别为：分别为：COD：1741和O2 ：76 mgL-1。总氮4 123.6和4 mgN L-1，总磷23和3 mgP L-1. 图。4-6显示，控制策略负载的变化不会对系统性能起到更可靠的效果。在图。6，两个以上的P剖面点按照法国标准要求，这可能是由于缺乏在传入挥发酸废水。 我们的控制程序减少每个阶段的长度，当负载自动适应时有变化。当负载在一个周期内增加0.02公斤到0.04公斤BOD5的技术支持支持，在不同阶段控制策长度略增加（见表5）。 图4。传入的负载变化的影响（白细胞介素，？）对COD控制SBR法治疗周期长（）。 M. Casellas et al. / Process Biochemistry 41 (2006) 19942001图6。传入的负载变化的影响（白细胞介素）对总磷（TP）在一个周期的长度控制SBR法处理。图6 传入的