污水系统的仪表、控制和自动化PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 目的 1

1.2 ICA技术的现状 3

1.3 ICA技术的发展动力 4

1.4 ICA限制性因素 5

1.4.1 立法 5

1.4.2 教育、培训和理解 5

1.4.3 经济 5

1.4.4 测定工具 6

1.4.5 污水厂的限制 6

1.4.6 软件 6

1.4.7 教育 6

1.5 干扰 6

1.6 ICA优先控制目标 7

1.7 本书主要内容 9

1.8 本章参考书目 9

第2章 ICA的发展历程 10

2.1 污水处理系统ICA会议 10

2.1.1 伦敦／巴黎1973年 10

2.1.2 克莱蒙森1974年 12

2.1.3 伦敦／斯德哥尔摩1977年 13

2.1.4 慕尼黑／罗马1981年，休斯敦／丹佛1985年，京都／横滨1990年 14

2.1.5 汉密尔顿／班夫郡1993年，哥本哈根1995年，布赖顿1997年 16

2.1.6 2002年和2004年的水质监控自动化会议 17

2.2 新的挑战 18

2.3 本章参考书目 19

第3章 ICA在一些国家的应用现状 20

3.1 ICA在污水处理中的应用 20

3.2 评估应用ICA后的性能 27

3.2.1 基准 28

3.2.2 主要性能指标 29

3.2.3 ICA应用的评价 31

3.2.4 应用主要性能指标来评估ICA 35

3.3 执行ICA的费用 36

3.4 应用ICA的成本／效益 37

3.4.1 使用 40

3.4.2 潜在效益 40

3.5 ICA的发展趋势 40

3.6 本章参考书目 42

第4章 污水处理单元控制——常规方法 43

4.1 污水处理过程控制的特征 43

4.1.1 干扰 43

4.1.2 工艺的复杂性 44

4.1.3 运行目标 44

4.1.4 执行变量 46

4.1.5 传感器 46

4.2 控制系统的设计——常规步骤 46

4.2.1 控制问题的形成 46

4.2.2 控制策略的开发——目标函数的翻译 48

4.2.3 控制结构和控制算法的设计 49

4.2.4 控制器调整和性能评估 52

4.3 污水行业自动控制水平 52

4.3.1 水平1 53

4.3.2 水平2 53

4.3.3 水平3 53

4.3.4 水平4 53

4.4 本章参考书目 54

第5章 单元过程控制——曝气量和溶解氧的控制 56

5.1 导言 56

5.2 控制DO值恒定 56

5.3 DO设定值选择的因果分析 58

5.4 完全混合曝气反应器中DO设定值的确定 60

5.5 推流式反应器DO设定值的确定 63

5.5.1 推流式反应器的理论最优DO曲线 63

5.5.2 推流式反应器DO控制策略 66

5.6 间歇运行系统曝气阶段反应时间的控制 74

5.6.1 应用营养物传感器对曝气时间进行控制 75

5.6.2 应用ORP和pH测定曲线对曝气时间进行控制 80

5.6.3 应用ORP和pH的拐点对曝气进行控制 81

5.6.4 应用ORP和pH的绝对值对曝气进行控制 82

5.7 小结 82

5.8 本章参考书目 83

第6章 单元过程——污泥、混合液和污水量的控制 84

6.1 导言 84

6.2 硝化液回流量的控制 84

6.2.1 因果分析 84

6.2.2 一个准最优控制策略 85

6.2.3 控制算法 88

6.2.4 小结 88

6.3 外碳源投加量的控制 89

6.3.1 因果分析 89

6.3.2 碳源投加位置 90

6.3.3 碳源的选择 92

6.3.4 前置反硝化系统外碳源投加控制 93

6.3.5 后置反硝化系统外碳源投加控制 97

6.3.6 交替式系统外碳源投加控制 97

6.3.7 强化生物除磷系统外碳源投加控制 97

6.3.8 小结 98

6.4 SRT和污泥排放量的控制 99

6.4.1 因果分析 99

6.4.2 SRT最小化控制系统 100

6.5 污泥回流量的控制 102

6.5.1 因果分析 102

6.5.2 控制系统的结构和算法 105

6.5.3 限制沉淀池中污泥停留时间（SRTiS）的反馈控制器 106

6.5.4 小结 107

6.6 分段进水的控制 107

6.6.1 高水力负荷期降低进入沉淀池的固体负荷 107

6.6.2 不需要内循环回流实现氮的去除 108

6.6.3 分段进水控制的因果分析 108

6.6.4 控制分段进水以降低沉淀池负荷 110

6.6.5 在脱氮污水厂控制分段进水比例 111

6.7 污水调节池控制 112

6.7.1 低水平控制器 113

6.7.2 模型和控制设计 114

6.8 曝气沉淀池运行 115

6.9 本章参考书目 117

第7章 厌氧消化工艺的控制 118

7.1 导言 118

7.2 控制目标 122

7.3 控制方法实例 125

7.4 比较控制规则需要的实验设备 126

7.4.1 不同控制方法所应用的污水 126

7.4.2 不同控制方法所应用的厌氧消化工艺 126

7.5 控制生物产气量 131

7.5.1 神经网络 131

7.5.2 模糊控制 136

7.5.3 线性控制方法 140

7.5.4 非参数型估计 148

7.5.5 自适应非参数调整规律 149

7.5.6 非线性鲁棒性控制 151

7.5.7 控制策略的总结 153

7.6 COD、VFA和其他控制 156

7.6.1 模型控制对模型复杂性的需求 156

7.6.2 自适应控制 159

7.6.3 应用高级传感器的鲁棒控制 160

7.6.4 应用简单传感器的鲁棒控制 164

7.7 小结 167

7.8 本章参考书目 167

第8章 化学除磷的控制 171

8.1 导言 171

8.2 前置沉淀 171

8.2.1 常规的控制规则 173

8.2.2 反馈控制同时沉淀 173

8.3 后置沉淀 174

8.3.1 K？llby污水处理厂的控制经验 174

8.3.2 流量比例前馈控制 175

8.3.3 负荷比例前馈控制 177

8.3.4 基于现场磷测定的反馈控制 177

8.4 预沉淀 181

8.5 小结 184

8.6 本章参考书目 184

第9章 污水处理厂在线传感器／分析器 186

9.1 导言 186

9.2 营养物传感器／分析器 188

9.3 在线传感器的特征 192

9.4 小结 197

9.5 本章参考书目 198

第10章 信号分析和故障诊断 199

10.1 污水处理厂的信息 199

10.2 数据筛选 199

10.2.1 单数据验证 200

10.2.2 长期漂移的校正 205

10.2.3 交叉验证方法 207

10.2.4 数据过滤 212

10.3 检测 215

10.3.1 直接测定 216

10.3.2 多变量分析 217

10.4 小结 220

10.5 本章参考书目 220

第11章 污水系统全厂控制 222

11.1 全厂运行观点 222

11.1.1 水力相互作用 223

11.1.2 污水厂内部回流系统 224

11.1.3 单元过程间的相关性 224

11.1.4 能耗的分配 225

11.2 综合控制的目标 225

11.2.1 系统边界的定义 226

11.2.2 运行目的 226

11.3 污水厂进水量的预测 228

11.4 溢流的控制 232

11.5 通过控制扩充污水厂容量 233

11.5.1 预沉淀的应用 234

11.5.2 平行运行污水厂中的相互作用 234

11.6 通过控制来扩展下水道系统的容量 238

11.6.1 下水道和WWTP的结合 238

11.6.2 利用下水道系统的容量 239

11.6.3 增加合流制溢流量计算的可能性 239

11.6.4 根据在线数据获得系统知识 239

11.7 计算机控制系统 240

11.8 小结 246

11.9 本章参考书目 247