中国工业南方公司污水处理系统优化研究

【摘要】：工业革命以来，工业生产飞速发展，它一方面促进着社会的进步，而另一方面也带来着严重的环境污染，其中水污染已经成为21世纪人类杀手之一，目前全球每年有超过5万亿立方米的淡水资源被污染，每天有多达6000名少年儿童因饮用水卫生状况恶劣而死亡。 为了保护人类的生存环境；为了子孙后代的可持续发展；为了使生活变得更健康；污水的处理已变成人类的责任、社会的责任以及每个企业的责任。从对环境危害性的角度来说，工业污水比生活污水更具有威胁性，因为日益多的有机化合物被应用在人类的生活和生产中，从而造成工业废水具有毒性大、可生化性不强、破坏水体环境、危害人们生命与健康等特点。所以控制无处理工业废水的排放迫在眉睫。 随着法律的强制要求，工业废水的处理已变成企业必须要履行的义务，而污水处理的成本也变为企业经营成本中不可忽略的一部分。如何降低污水处理的成本，提高污水处理的效率和处理后废水的达标度已成为众多企业所关心的问题。本文针对中航工业南方公司工业污水处理流程中所存在的效率低，成本高，不达标等问题，对污水处理的工艺流程和影响污水处理效果的因素条件所进行的优化研究。 本文的主要研究内容有： （1）污水处理流程优化。运用“5W1H”的分析方法对中航工业南方公司污水处理系统的工艺流程进行了细致分析，通过对处理流程中每一道工序提问，发现污水处理过程中存在的问题，并制定出三套工艺流程优化方案，然后运用层次分析法对各个方案进行评价分析，选出最优的优化方案。通过对工艺流程的优化，不仅降低了污水处理的时间和人力资源的耗用，而且提高了操作工人的安全性。 （2）Fenton氧化参数优化。运用单因素方差分析方确定影响Fenton氧化处理后的水质中CODcr含量的显著性因素为pH值、H2O2加入量、FeSO47H2O加入量和反应时间。然后运用正交试验设计，找出Fenton氧化过程中的pH值、H2O2加入量、FeSO47H2O加入量和反应时间的最佳水平组合。通过对反应条件的优化处理，降低了该工艺处理后的水中CODcr的含量和Fenton氧化的批反应时间。 （3）MBR生化反应优化。针对MBR生化反应后的最终排水CODcr含量较高且不稳定，经常达不到法律要求的问题，建立了MBR生化反应CODcr去除率的解释结构模型，并根据该解释结构模型分析找出造成MBR生化反应后的排水CODcr含量较高且不稳定问题的根本原因为罗茨风机的曝气强度远远超出最佳曝气强度。通过对罗茨风机进行变频改造，不仅使处理后的排水达到法律要求，而且降低了罗茨风机的功率。 【关键词】：流程优化 实验设计 单因素方差分析 荧光废水处理 Fenton氧化 MBR生化反应
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 插图索引12-13
• 附表索引13-15
• 第1章 绪论15-21
• 1.1 研究背景与意义15-16
• 1.2 污水处理简介16-17
• 1.2.1 污水处理概念16
• 1.2.2 污水的分类16
• 1.2.3 污水处理的方法与工艺16-17
• 1.3 国内外研究现状17-18
• 1.4 中航工业南方污水处理系统简介18-19
• 1.5 论文的内容安排19-21
• 第2章 荧光废水处理系统问题分析21-27
• 2.1 荧光废水来源及危害21
• 2.2 荧光废水处理工艺21-23
• 2.2.1 处理流程简介21
• 2.2.2 Fenton 氧化工艺介绍21-22
• 2.2.3 混凝气浮工艺介绍22
• 2.2.4 MBR 生化反应工艺介绍22-23
• 2.3 荧光废水处理系统现状和优化目标23-24
• 2.3.1 荧光废水处理系统现状23-24
• 2.3.2 荧光废水处理系统优化目标24
• 2.4 荧光废水处理系统现状分析24-26
• 2.4.1 分析方法介绍24-25
• 2.4.2 荧光废水处理问题分析25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 荧光废水处理系统流程改良27-42
• 3.1 确定优化方案并进行方案分析27-28
• 3.1.1 确定方案27-28
• 3.1.2 方案分析28
• 3.2 方案评价与选择28-40
• 3.2.1 构建思维导图初步确定评价指标29
• 3.2.2 运用德尔菲法确定最终评价指标29-32
• 3.2.3 基于层次分析法的方案选择32-40
• 3.3 本章小结40-42
• 第4章 Fenton 氧化条件优化42-57
• 4.1 Fenton 氧化的影响因素42-43
• 4.1.1 pH 值的影响43
• 4.1.2 H_2O_2加入量的影响43
• 4.1.3 催化剂 FeSO_4·7H_2O 加入量的影响43
• 4.1.4 反应时间的影响43
• 4.2 基于方差分析确定各影响因素的显著性43-53
• 4.2.1 单因素方差分析介绍44
• 4.2.2 单因素试验方差分析步骤44-46
• 4.2.3 单因素方差试验设计46-47
• 4.2.4 各因素的显著性分析47-53
• 4.3 通过实验设计确定各因素的最佳水平53-56
• 4.3.1 正交实验介绍53
• 4.3.2 Fenton 氧化正交实验设计53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 MBR 生化反应优化研究57-66
• 5.1 MBR 生化反应现状57
• 5.2 建立 MBR 生化反应效果结构模型并分析解释57-63
• 5.2.1 结构模型介绍58
• 5.2.2 建立 MBR 生化反应 COD_(cr) 去除效果解释结构模型58-63
• 5.2.3 对解释结构模型解释分析63
• 5.3 MBR 生化反应改善63-65
• 5.3.1 营养物质投加量的检验63-64
• 5.3.2 罗茨风机变频改造64
• 5.3.3 后工艺与原工艺对比64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 结论与展望66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71-72
• 附录A 影响选择荧光废水处理工艺的各因素指标重要程度专家调查72

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