基于粒子群优化模糊PID控制的水厂加氯系统

水厂加氯过程具有非线性、大时滞等特点,采用传统的PID控制方式难以实现消毒剂精准投加。因此,以某采用次氯酸钠消毒系统的水厂为例,首先通过分析该水厂加氯系统工作原理,结合工程经验和运行数据确定了加氯过程的近似数学模型。然后综合使用粒子群优化算法、模糊控制算法和PID控制算法,设计了一种粒子群优化模糊PID控制器,并利用MATLAB软件搭建了粒子群优化模糊PID控制系统和传统PID控制系统的模型进行仿真验证,结果表明:相较于传统PID控制系统,粒子群优化模糊PID控制系统的超调量减少了89.36%,调节时间减少了46.63%,其抗干扰能力也更强,系统整体控制效果有了较大提升。最后使用基于粒子群优化的模糊PID控制法对水厂加氯控制系统进行改造,试运行后发现,新系统控制效果良好,出厂水游离氯值能够稳定在设定值附近。

水厂铁矿多旋翼无人机航磁测量数据处理方法研究

水厂铁矿位于唐山迁安隆起西缘铁矿成矿带,目前该矿区浅部矿体已经开采殆尽,迫切需要拓展深部开采空间。该矿区尾矿堆积严重,地表情况复杂,地面磁测工作困难。针对上述问题,本文开展了多旋翼无人机航磁测量、数据处理和对比分析研究。本次研究首次利用DN20G4型号四旋翼无人机搭载Magdrone R3磁通门传感器在该区开展了1∶1万大比例尺航磁测量。由于航磁原始数据中存在飞行平台引入的干扰磁场,基于Tolles-Lawson模型建立了飞行平台机动干扰误差磁补偿模型,使得飞行作业中存在的固定场干扰、感应干扰和涡流干扰都得到了有效解决。在磁补偿处理之后,通过切割线粗调平和细调平处理方法消除了测线间的水平差。最后,再将经过磁补偿、调平等处理后的结果与地面磁测资料进行比对,发现二者的异常形态高度一致,体现了这种处理方法的实用性和有效性。本文的研究结果可为今后在类似场景下,快速有效地开展老矿山深部及外围找矿工作提供参考。

基于改进FMEA的污水厂设备故障风险评估模型

为保障污水处理厂正常运行,预防厂内设备发生故障,提出一种改进的故障模式与影响分析(FMEA)的风险评估模型。首先采用FMEA法识别污水厂设备故障模式,并结合毕达哥拉斯模糊集(PFS)刻画不确定评估信息;其次利用逐步权重评估比率分析法(SWARA)和最大偏差法计算主客观权重,通过博弈论组合权重计算3个风险因子的综合权重;然后采用多目标优化比率分析法(MOORA)对设备故障模式进行风险排序。最后以长春市Z污水厂设备故障风险评估为例,并将所提模型与传统FMEA、毕达哥拉斯模糊(PF)-优劣解距离法(TOPSIS)和PF-妥协折衷排序法(PF-VIKOR)等方法对比,验证该模型的有效性。结果表明:污水厂设备故障模式前3位是除砂机抽取的砂浆所含有机物过多、膜片脱落或破裂和大块异物进入水泵。

多水厂供水管网水量溯源分析

为了提高城市供水安全性和服务可靠性,常采用多水厂向管网供水。多水厂供水区域可分为完全由单一水厂供水区和多水厂联合供水区。这些供水区的划分,以及管网中各节点(管段)由各水厂供水百分比,可利用给水管网水质模型中的水量溯源功能分析。在叙述水量溯源原理与分析过程后,以单工况示例和延时模拟示例进行了说明。水量溯源对了解各水厂向管网供水状况具有重要意义。

高寒地区污水厂升级改造中技术分析及应用

北方某县级污水厂原设计规模为1.0×10^(4)m^(3)/d,原有CASS工艺难以满足水量增倍、排放标准由《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B标准提标至一级A标准的要求。在现有工程的基础上,将原有的CASS工艺改造为改良AO工艺+磁混凝多效沉淀系统,实现了出水水质稳定达到一级A标准,高寒气温下稳定的脱氮效率。该提标改造方式具有不需扩大占地、原有土建改动小、出水效果好等优势,减少工程投资和运行成本,可为高寒地区污水厂的升级改造提供参考。

高安屯再生水厂碳中和实践措施及效果

高安屯再生水厂位于北京市,水处理规模20万m^(3)/d,主体工艺为AAO+砂滤池,污泥处理中心规模1836 t/d(污泥含水率80%),主体工艺为热水解+厌氧消化+板框脱水。对比了不同碳核算标准,确定了高安屯再生水厂碳排放计算边界。高安屯再生水厂碳中和项目采用节能降耗、回收能源、利用清洁能源的方法,是泥水共治、餐厨协同、多能耦合、能源自给的大型碳中和示范工程。

智能控制技术在净水厂加氯系统中的应用

本文主要阐述了智能控制技术在净水厂加氯系统中的应用。在水厂生产过程中,应用智能控制技术能够有效解决人工投加次氯酸钠的不确定性问题。智能控制技术借鉴人工投加经验,通过可编辑逻辑控制器(PLC)表明,该系统投加效果良好,既降低原材料消耗,减少人工的作量,又降低了投加量过高或偏低的风险,使出厂水余氯稳定在合适范围内,使水质更符合国家标准,保证供水安全,为净水厂智能化生产提供了一种较好的选择方案。

污水厂尾水对河流水质和底泥细菌群落的影响

污水厂的出水即尾水,其排放关系到受纳水体的水质和生态状况。分析了武汉市某污水厂尾水排放指标,采用水槽试验探究了污水厂尾水对河流水质指标和底泥细菌群落的影响。结果表明:尾水排放促进了河水中硝酸盐氮的降解,总磷去除更加稳定;尾水使河水pH值提高了0.3、电导率上升幅度55%、溶解氧降低了0.6 mg/L。尾水排放之后,底泥细菌群落的丰富度升高、多样性降低,抑制厌氧菌Anaerolineaceae和SBR1031,促进好氧菌Pseudomonas;反硝化菌Azospira、Dechloromonas、Pseudomonas、Sphingomonas增多,促进了NO_(3)^(-)-N的降解。底泥中致病菌奈瑟菌属、军团菌属、消毒残生细菌相对丰度上升。

无线通信技术在二水厂沉淀池自动控制系统中的应用

本文主要阐述无线通信技术在净水厂排泥系统中的应用。在水厂生产过程中,应用无线AP技术,通过PLC自动控制,能够有效解决人工排泥效率差的问题。无线AP技术能够在雷雨、高温等恶劣的露天环境中为沉淀池自动控制系统提供稳定可靠的数据通信,保障水厂生产的正常连续运行。实际应用表明,该系统运行效果良好,既降低排泥用水消耗,减少人工工作量,又降低人身安全风险,为净水厂排泥系统提供了一种较好的选择方案。

基于数字孪生的智慧水厂建设

数字孪生是水厂实现智慧化的关键技术与方法,如何将工艺控制要求与其建设相结合,充分发挥其在智慧水厂建设中的重要作用,这是我们水处理从业人员急需关注的一个重大技术难题。本文章以“数字孪生”为基础,构建了智能智慧水厂的技术体系,分析了“数字孪生”在智慧水厂建设中的应用,并以实际工程为例,阐述了“数字孪生”技术在智慧水厂中的应用价值。

浅谈市政自来水厂与污水厂一体化建设对水污染治理和可持续发展的影响

本研究旨在探讨市政自来水厂与污水厂一体化建设在水污染治理和可持续发展方面的作用和意义。研究发现,一体化水处理方法有效整合了自来水和污水处理过程,显著提高了水处理效率,减少了成本和能源消耗,同时促进了水资源的回收和再利用。此外,如膜生物反应器(MBR)、A/O深化处理系统等先进技术在去除水中污染物质方面表现出色,有助于保留水中的有益矿物质。这对于保护水生生态系统和应对未来的水资源挑战具有重要意义。

智慧水厂能耗监测评价与异常诊断管理平台研究

为提升污水处理厂水处理过程的运行能效,加速推进智慧水厂向节能化、数字化方向转型,设计了一种面向污水处理厂的能耗监测评价与异常诊断管理平台。平台基于建筑信息模型和能耗管理系统,通过采集污水处理厂运行数据与气象数据等信息,建立基于机器学习算法的动态监督能耗预测模型,实现厂区运行状况实时监测与评价。运维管理人员可依据平台生成的状态评价指数,进行厂区能源结构调整与异常用能识别与诊断。最后,以实际案例数据验证了平台各功能模块的可行性与有效性。分析结果表明,平台预警模块可以监测反馈96%的异常用能情况。

浸没式超滤膜在大型给水厂的应用与思考

浙江省某地两个大型水厂(J水厂和T水厂)的生产规模分别为2.0×10^(5)m^(3)/d和5.0×10^(5)m^(3)/d,其运行时间分别为2年和7年,均采用浸没式超滤膜为核心净水工艺。文章结合两个水厂的实际运行情况,研究和总结了两个水厂的运行管理经验,得到如下结论:膜运行方面,两水厂膜进水浑浊度日常在0.15~4.25 NTU,台风季偶有短时13.6~35.2 NTU的情况下,膜出水浑浊度一直稳定在0.1 NTU以下,2μm以上的颗粒数偶有检出;膜污染控制方面,物理清洗时两水厂均在产水中间阶段进行一次气冲清洗,可有效缓解膜污染;化学清洗时发现J水厂仅采用柠檬酸清洗效果好,T水厂采用先次氯酸钠、后柠檬酸清洗效果好;水厂设计方面,J水厂泵吸式产水整体能耗高达27 kW·h/km^(3),T水厂虹吸式产水最低能耗仅为13 kW·h/km^(3),有效降低了能耗;运行管理方面,扩大清水池容积可有效解决因清水池调蓄能力不足导致的超滤膜长时间超负荷运行的问题;同时在膜池的进水管上增设膜前加氯点,保证出水余氯质量浓度稳定在0.2 mg/L左右可有效解决藻类滋生问题。

黄河上游给水厂中微塑料的出现及去除效率

调查了位于黄河上游给水厂中>1μm的微塑料的丰度、物理形貌和组成,结果显示原水、混凝沉淀、过滤、紫外消毒和终端出水中微塑料的丰度分别为(1964.5±212.5)个/L、(795±136)个/L、(386±21)个/L、(377±20)个/L和(374.5±13.5)个/L,总体去除率达到80.97%.从原水到终端出水中微塑料以<10μm(89.60%~100%)的碎片状为主,且其去除效率与形状和大小有关.通过激光红外成像光谱仪和拉曼光谱进行定性分析发现了15种不同的聚合物类型,聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯最为常见.该研究结果为城市供水中存在微塑料提供了依据,并为给水处理过程中微塑料的去除提供参考.

某水厂能源回收工程调流调压电站电气设计

某水厂原水输水管道出口处剩余水头较高,可建1座能源回收电站进行消能处理。该电站水轮机正常运行水头变化大,属于运行水头变幅较大的电站。对电站电气设计的几个方面,包括电气主接线及厂用电方案的确定、水轮发电机组和主变压器等电气设备的选择、过电压保护和接地装置的选择、照明及电缆桥架等进行描述和总结,对类似消能电站机电部分的设计有借鉴作用。表1个。

XC水厂硝酸盐去除应急工程实例

QX市XC水厂的水源水出现季节性硝酸盐含量超标,为保障当地居民的饮用水安全,降低了水体中的硝酸盐含量,水厂采用“硝酸盐选择性离子交换复合深度处理+再生废水安全处置及回用系统”的工艺改造方案,出水硝酸盐质量浓度保持在3 mg/L以下。该系统对水体中氨氮、有机物和浑浊度有一定的去除,对溶解性总固体(TDS)、pH等水质指标基本没有影响,处理出水完全满足我国现行生活饮用水卫生标准的所有要求。改造工程每吨水的处理成本约为0.4元,兼具高效性与经济性,可为同类型水厂的改造提供借鉴。

张家港市第四水厂纳滤膜处理系统运行经验总结

张家港市第四水厂扩建工程项目以长江水为原水,采用混凝-沉淀-超滤-纳滤的双膜深度处理工艺。日总产水能力为21.1万m^(3)/d,其中纳滤日产水量为10万m^(3)/d。收集纳滤水厂长期运行数据,包括SDI、余氯、浊度、压力变化、纳滤单元主要监测指标(电导率、COD、TDS)、清洗药剂、水厂设备等,分析总结纳滤系统目前运行模式、冲洗策略、杀菌操作、产水水质、电耗药耗等方面运行经验。同时,针对运行过程中出现的温度影响膜处理效率、纳滤膜污染控制和水厂清洗管道冲突等问题,分析并提出解决措施,以期为行业相关案例提供借鉴和参考。

长江水源水厂脱水污泥资源环境属性探究

研究选取两家长江水源水厂的脱水污泥作为跟踪对象,分析其资源环境属性,为明确其处理处置风险及可行性提供数据支撑。结果表明:两家水厂脱水污泥夏秋季温度高、p H低,冬春季温度低、pH高。通过相关性分析可知,其中有机物含量与进厂原水有机物含量相关性不高,但与含水率相关性较高,可通过测定含水率作为判断其有机物含量高低的依据之一。脱水污泥污染指标及其堆放区域附近大气污染物排放指标基本全面优于各项标准中规定的限值,可应用于多种类型的资源化利用场景。其粒径分布接近黏土、亚黏土或粉砂类,无机组分以SiO_(2),Al_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3)为主,可作为一种类黏土原料,开展广泛的资源化处置。

净水厂生物活性炭微生物解析和风险研究进展

系统梳理了活性炭表面存在的微生物类群和优势物种,其中原核生物中变形菌门和拟杆菌门常为其中的优势菌门,真核生物以原生动物和微型后生动物为主;并对某些优势菌群在污染物去除过程中的潜在功能进行了总结,大多数为好氧的化能有机异养微生物。还探讨了可能存在的风险微生物,水源性耐氯细菌病原体属于放线菌亚纲、芽孢杆菌纲和γ-变形菌纲;并归纳了影响微生物群落的因素,包括载体、水质条件、剩余臭氧和进水流向。研究结果有望为净水厂臭氧/生物活性炭工艺的精确调控提供理论依据和技术支撑。

智慧水厂能源管理系统的数字孪生建模与研究

为降低水厂生产成本,实现“碳达峰、碳中和”目标,本文建立了智慧水厂的能源管理系统,使用光伏、风力发电代替传统火力发电,并提出了一种基于数字孪生和完全自适应噪声集成经验模态分解方法、麻雀搜索算法优化的长短期记忆神经网络作为预测模型以提高对短期风光出力的预测精度,为决策层指导智慧水厂内电能调度提供数据基础。采用我国西北部某市智慧水厂作为仿真算例,实验结果表明,所提方法能够有效提高短期风光出力的预测精度、降低水厂运维成本。