傳統污水處理創(chuàng )新分析

專(zhuān)據Souh North Bnde.2009年9月傳統污水處理創(chuàng )新分析熊銀輝(中國建筑技術(shù)集團有限公司,上海200437)[摘要]在LabVIEW平臺上開(kāi)發(fā)的活性污泥法污水處理虛擬設備,以反應動(dòng)力學(xué)為基礎構造基本模塊,虛擬設備采用循環(huán)結構,迭代運行，能解決具有交互作用的多控制底物問(wèn)題。虛擬設備的控制界面模擬傳統的控制儀表,仿真運行,其工藝、環(huán)境和設備參數可直接選擇,節約了試驗研究的時(shí)間和經(jīng)費,提高了設計的可靠性,也能在已建成的水處理設施上進(jìn)行控制和預報。[關(guān)鍵詞]污水處理活性污泥法1.活性污泥法在我國乃至全世界仍然是污水處理的主體工數,一切計算和試驗則又必須重新開(kāi)始。藝之一,近年來(lái)在其反應理論、凈化功能、運行方式工藝系統方2.虛擬儀器的產(chǎn)生被認為是儀器、儀表工業(yè)劃時(shí)代的里程面均取得了迅速進(jìn)。碑，它在工業(yè)生產(chǎn)、科研和教學(xué)中的廣泛應用節約了時(shí)間和資由于在工藝設計時(shí)需要進(jìn)行方案的選擇和優(yōu)化，如果缺乏金,獲得了可觀(guān)的效率和效益。同類(lèi)設計作參考.只要原水水質(zhì)、控制目標運行方式有任何變用虛擬設備進(jìn)行設計時(shí),工藝參數、環(huán)境參數和設備參數可化,都必須作可行性試驗,除工藝流程和試驗裝置的建設外,還以直接任意選擇,不需進(jìn)行計算即可獲得運行結果。另-方面，有著(zhù)大量的物理化學(xué)和生物指標的分析工作?；钚晕勰喾ㄌ幚硪苑磻獎?dòng)力學(xué)和實(shí)驗室試驗為基礎的虛擬設備，便于通過(guò)計算工藝需要考慮的工藝參數和環(huán)境參數多,分析的樣本也多,每個(gè)機仿真,簡(jiǎn)化設計的放大環(huán)節。虛擬設備由程序框圖和儀表面板子環(huán)節又相互影響，達到穩定的響應時(shí)間長(cháng)，設計計算也很困兩部分組成,不僅能從事可行性試驗和水處理工藝設計,而且在難,需要進(jìn)行大量的假設和反復試算。除了圍繞改變工藝參數和已建成的水處理設施上能模擬傳統的控制操作臺和儀表盤(pán),這環(huán)境參數所進(jìn)行的試驗以外，-旦需要改變工藝流程和設備參種“所見(jiàn)即所得”的方式利于現場(chǎng)操作人員進(jìn)行控制和預報。如使用樹(shù)脂砂漿材料進(jìn)行填充,也可使用水泥砂漿或瀝青等材料。經(jīng)計算確定配筋數量。施工時(shí),先將槽內碎片清除,必要時(shí)涂底層結合料,填充后待填3.7梁的單面加大截面法充料充分硬化,再用砂輪或拋光機將表面磨光。單面加大截面法分兩種,即上面加高或下面加厚。梁的上面3.3注人法加高適用于梁的支座抗彎強度不足的加固，所加混凝土靠焊在當裂縫寬度較小且較深時(shí)，可采用將修補材料注人混凝土原梁上上部箍筋上的附加箍筋與原混凝土結構整體，上部荷載內部的修補方法，首先裂縫處安設注人用管,其他部位用表面處靠附加縱筋承受。梁的上部回厚,適用于梁跨中抗彎不足加固，理法封住,使用低粘度環(huán)氧樹(shù)脂注人材料,用電動(dòng)泵或手動(dòng)泵注當梁截面強度與要求相差不大時(shí)，可將梁下加厚80~ 100mm,人修補,此法在裂縫寬>0.2mm時(shí)效果較好。配制新的縱筋與原鋼筋焊接,做法同三面圍套。當梁的截的下部如果梁的裂縫情況影響了梁的承載能力,就應更慎重研討。增加100mm以上,按計算配置縱筋和箍筋。分析比較,采用經(jīng)濟高效的方法,達到加固目的,可采用的方法采用圍套及單面加厚法加固時(shí)，縱筋與支座連接有下述方有:法:梁支承在柱上時(shí),新加縱筋可通過(guò)連接鋼板或直接與柱內受3.4鋼箍加固法力筋焊接在一起;梁支承在主梁上時(shí)，應在主梁上回設斜托支此法適合于補強梁內特長(cháng)箍筋及彎起筋不足，抗剪達不到座,斜托鋼筋與主梁中主筋焊接。對于梁的端支座,可將梁內部要求的情況。具體方法是:用扁鋼或圓鋼制成垂直或斜形的鋼分縱向鋼筋按450或300角曲折成斜筋焊于主梁內原縱筋上，箍,兩端留有螺紋,套人鋼板后用螺母擰緊。也可采用由兩個(gè)U或另加入浮筋,電焊連接新舊縱筋。形鋼箍套上后焊接,然后打入金屬楔楔緊。采用鋼箍時(shí)需在梁上4.結束語(yǔ)刻槽以防滑?；炷亮寒a(chǎn)生的裂縫的原因很多,分析也比較復雜,以上僅3.5粘貼加固法僅是對混凝土梁裂縫的原因進(jìn)行了初步分析，在現場(chǎng)施工中要將鋼板或型鋼用改性環(huán)氧樹(shù)脂粘結劑，粘結到構件混凝土根據不問(wèn)的情況,不同的施工方法,有效的控制混凝土梁的裂縫裂縫部位表面，使鋼板(或型鋼)與混凝土連接成整體共同工作。的產(chǎn)生,以預防為主,避免混凝土梁裂縫影響結構使用。粘結前,鋼材表面進(jìn)行噴砂處理,混凝土表面刷凈干燥,粘結層厚度為3mm。3.6梁的三面或四面加做圍套法在梁的剛度、強度或剪力不足且相差較大的情況下,采用梁的三面或四面加大,做鋼筋混凝土園套加固較為適宜。采用四面圍套時(shí)壁厚應據實(shí)際情況而定，-般兩側:>50mm，上下>100mm為宜,縱向鋼筋及箍筋通過(guò)計算確定。當梁受樓面限制時(shí),可采用三面圍套,此時(shí)兩側混凝土厚度宜> l00m.縱向鋼筋可用中25與原梁縱筋焊接固定,施工時(shí)在梁兩側板上間隔中國煤化工500mm鑿洞以澆筋混凝土，鋼筋可用開(kāi)口筋或穿板封閉箍,并MYHCNMHG作者簡(jiǎn)介:期銀輝，中國建筑技術(shù)集團有限公司。197劃慌South Norh Bndge2009年9月平和自動(dòng)化程度。值的基礎上,根據統討特性獲得。曝氣反應池虛擬設備模塊可以3.污水處理的虛擬程序根據選定的動(dòng)力學(xué)模型結構和動(dòng)力學(xué)常數進(jìn)行水處理設施運行活性污泥法的運行和控制與多種因素有關(guān)。在虛擬設備程的計算機仿真該虛擬設備子模塊既可以單獨使用進(jìn)行設計,也序中,充氧模塊根據風(fēng)量、風(fēng)壓、水溫曝氣器及污水中氧傳輸特可以在主程序連通運行時(shí)顯示,并進(jìn)行調整和觀(guān)察。性和需用量等因素,求解出溶解氧質(zhì)量濃度。雖然該虛擬設備的控制界面中只表現了一個(gè)控制底物,對底物的降解速率k是水溫T(C)、污泥負荷Ns、幣解氧濃度于多個(gè)控制底物，也可以在同- -程序中實(shí)現。即便在多個(gè)控制底DO和其他抑制反應毒物因子θ的函數，寫(xiě)作k-f(T,Ns,DO,物之間具有交互作用,通過(guò)虛擬設備最外層的循環(huán)結構,經(jīng)幾次θ )。曝氣反應模塊按初始設定值和微生物反應動(dòng)力學(xué)計算池中迭代后仍能很快達到穩定的真值， 這是手工計算根本無(wú)法實(shí)現的運行狀態(tài),求出污泥量及底物的變化。二沉池模塊按污泥沉淀的。由于虛擬設備的控制界面的直觀(guān)性,并能在程序運行過(guò)程中特性和水量配置解出回流污泥濃度，與回流比一起影響池中運任意調整參數和獲得動(dòng)態(tài)的結果，因而與其他類(lèi)型的計算機程行狀態(tài)。由于計算機的運行速度快,從任意設定初始值出發(fā)能很序相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。只要有了微生物生長(cháng)動(dòng)力學(xué)和底物降快達到穩定的真值。程序的循環(huán)操作始終不斷,直至人工干預為解動(dòng)力學(xué)的模型結構和動(dòng)力學(xué)常數，就可以構造其他類(lèi)型的生止。程序在循環(huán)運行過(guò)程中,工藝、環(huán)境和設備參數在控制面板物反應器的虛擬設備模塊來(lái)代替總程序中的曝氣反應池模塊，上可以隨意改變,同時(shí)獲得動(dòng)態(tài)的輸出結果,并在虛擬顯示儀或例如應用三相氣提升循環(huán)流化床處理廢水時(shí)。虛擬設備的控制記錄儀上顯示和記錄下來(lái),或直接存為文件。在主程序中,主要界面模擬傳統的控制操作臺和儀表盤(pán)，在已建成的水處理設施是進(jìn)行工藝流程的設計和組合,反映宏觀(guān)的工藝參數。具體的單上采用“所見(jiàn)即所得”的方式,利于現場(chǎng)操作人員進(jìn)行控制和預元構筑物,則是事先完成的子程序模塊。報。由于LabVIEW具有數據采集和數字控制功能,不僅可以大4.曝氣反應池虛擬程序大提高水處理設施的運行水平，也為今后實(shí)現水處理自動(dòng)化運根據氧傳輸動(dòng)力學(xué)理論,將標準狀態(tài)下的供氣量Gs(m3/h),行提供- -種有效的方式。折算為單位時(shí)間的供氧量S=0.3 Gs,并求出氧利用量RO=SEA,6.小結EA(%)為曝氣器的氧轉移效率。6.1在LabVIEW的編程平臺上開(kāi)發(fā)了活性污泥法污水處理污水中好氧生化反應的需氧量是:虛擬設備。充氧模塊根據風(fēng)量、風(fēng)壓、水溫、曝氣器及污水中氧傳R=a' QSr+b' VXv(1)輸特性和需用量等因素,求解出溶解氧濃度。底物的降解速率k式中a'一-底物降解需 氧量,kg/kgBOD是水溫、污泥負荷、溶解氧濃度和其他抑制反應毒物因子的函b'一微生物呼吸需 氧量,kg(kgMLVSS?b)數。曝氣反應模塊按初始設定值和微生物反應動(dòng)力學(xué)計算池中Q一處理水量運行狀況,求出污泥量及底物的變化。二沉池模塊按污泥沉淀特底物去除的質(zhì)量濃度性和水量配置,解出回流污泥濃度,與回流比一-起影響池中運行V一-曝氣池容積狀態(tài)。虛擬設備采用循環(huán)結構,經(jīng)迭代運算達到真值。xv一曝氣池中活性污泥的質(zhì)量濃度氧利用量 RO與6.2曝氣池中微生物和底物量的變化遵循的是微生物生長(cháng)需氧量R之間為:動(dòng)力學(xué)和底物降解動(dòng)力學(xué)。處理的對象不同,動(dòng)力學(xué)模型的結構R0=RCs(20)/a [β .p .CSsb(T)-C].24(T-20) (2和動(dòng)力學(xué)常數值也不同。虛擬設備的循環(huán)結構和迭代操作也能'充氧虛擬設備模塊的計算機程序根據式(2)求解出曝氣池解決多個(gè)具有交互作用控制底物的問(wèn)題。中溶解氧的質(zhì)量濃度C。6.3用虛擬設備可以簡(jiǎn)化可行性論證和工藝設計過(guò)程,不需式中a污水的氧轉移修正系數進(jìn)行計算并獲得運行結果。這不僅可以節約大量的試驗研究時(shí)污水的溶解氧飽和度修正系數間和經(jīng)費,還能進(jìn)行更廣泛的選擇,從而獲得優(yōu)化結果,提高了ρ一氣壓修正系數,設計的可靠性。p =實(shí)際氣壓(Pa)/1.013x 105(Pa)3)[參考文獻]Csb為飽和溶解氧在曝氣池中的平均質(zhì)量濃度，按下式進(jìn)[]張自杰,林榮忱,金儒霖,等,排水工程(第4版)[M]北京:中國建筑工行修正:業(yè)由版社,1999.Csb=[Cs(Pb/ 2.066x 105+(0t/42)] (4)式中Pb-曝氣頭出口絕對氣壓 ,Pb=P+9.8 H(H為曝氣頭安裝水深,m)0t---氣泡達到池面時(shí) ,其中的氧分壓，%0t=[2(1-EA)/ 79+21(1-EA)]100%(5)5.曝氣反應池的界面控制曝氣反應池虛擬設備模塊的計算機程序分別對底物量和微生物量進(jìn)行物料衡算,即曝氣池中微生物和底物量的變化遵循微生物生長(cháng)動(dòng)力學(xué)和底物降解動(dòng)力學(xué)。自1942年Monod導出動(dòng)力學(xué)模型至今,這方面的研究始終十分活躍。處理的對象不同,動(dòng)力學(xué)模型的結構和動(dòng)力學(xué)常數值也不同。選擇相應的動(dòng)力學(xué)模型結構和適當的動(dòng)力學(xué)常數是實(shí)驗室的搖瓶、單元操作等中國煤化工基礎實(shí)驗要解決的問(wèn)題，可以在現有水處理設施連續運行觀(guān)察MHCNMHG作者簡(jiǎn)介:熊鍛輝，中國建筑技術(shù)集團有限公司。198