豆制品废水

书书书 第 !" 卷# 第 $ 期 % & & ! 年 $ 月 # 哈# 尔# 滨# 工# 业# 大# 学# 学# 报 ’()*+,- (. /,*01+ 1+2313)34 (. 345/+(-(67 # 89:; !" +9; $ ’<=>，%&&! # # # # # # 利用 (*?和 @/控制豆制品废水的处理过程 高大文A，彭永臻A，%，王淑莹%，梁# 红A （AB 哈尔滨工业大学 市政环境工程学院，黑龙江 哈尔滨 A"&&C&，4DEFG:：HFI>=JF9K LG=FB M9E； %B 北京工业大学 环境与能源工程学院，北京 A&&&%%） 摘# 要：研究 (*?和 @/在豆制品废水处理过程中的变化与有机物和氨氮的去除间的内在关系，有利于实 现 20*法处理废水的在线控制B以豆制品废水为研究对象进行不同进水有机物和污泥质量浓度的试验，结 果显示，在有机物降解过程中，(*?出现两个特征点：第 A 个为 (*? 凹点，示反应器内大部分有机物已被 去除；第 % 个为 (*?平台，表示有机物已基本不再降解；@/ 存在两个变化区域：在反应初期为波动区，当有 机物降解接近结束时，@/上升速度明显减慢，最后出现平台区B不同进水有机物和初始污泥质量浓度对反应 过程的特征点并没有影响，因此可应用 (*?和 @/作为 20*法去除有机物的模糊控制参数B 关键词：(*?；@/；序批式反应器；模糊控制 中图分类号：NO&! 文献标识码：, 文章编号：&!$O P $%!Q（%&&!）&$ P &$QO P &Q !"#$% &’( )$* +, -)./0 12 32$142. 140)150$1 26 "2780)$ 9)"109)104 6,( HFDI>=A，?4+6 79=JDRS>=A，%，T,+6 2S=[F: 4=JG=>>ZG=J，/FZ\G= 1=L[G[<[> 9V 3>MS=9:9JU，/FZ\G= A"&&C&，5SG=F，4DEFG:：HFI>=D JF9K LG=FB M9E；%B 2MS99: 9V 4=YGZ9=E>=[F: F=X 4=>ZJU 4=JG=>>ZG=J，0>G]G=J ?9:U[>MS=GM )=GY>ZLG[U，0>G]G=J A&&&%%，5SG=F） :8"14)31：1[ GL LGJ=GVGMF=[ [9 L[[>ZL G= IFL[>IF[>Z [Z>F[E>=[B 3S> M9=XG[G9=L V9Z Z>E9YF: 9V 5(H F=X +/! P + MF= \> ^=9I= G=XGZ>M[:U M9=[Z9: @FZFE>[>ZLB , L>_<>=MG=J 0F[MS *>FM[9Z（20*） IFL 9@>ZF[>X [9 XGL@9L> L9U\>F= IFL[>IF[>ZB 1= 9ZX>Z [9 FMSG>Y> Z>:GF\:> M9=[Z9: @FZFE>[>ZL，[S> MSF=J> 9V 9‘GD XF[G9=DZ>X=[GF:（(*?）F=X @/ G= [Z>F[E>=[ @Z9M>LL IFL Z>L>FZMS>XB ,L F Z>L<:[，[I9 XGL[G=M[ G=D V:>M[G9= @9G=[L I>Z> 9\L>ZY>X G= [S> MSF=J> M 9V (*? [SZ9FMS 20* @Z9M>LLG=J MUM:>B 3S> VGZL[ G=D V:>M[G9= @9G=[ IFL (*? M9=MFY> YF:<>，G[ >‘@Z>LL>L [SF[ F EF]9ZG[U 9V 5(H SFL \>>= Z>E9Y>XB 3S> L>M9=X G=D V:>M[G9= @9G=[ IFL (*? V:F[ Z99V；G[ LS9IL [S> >=X 9V [Z>F[E>=[ @Z9M>LLB 3S>Z> FZ> [I9 Z>JG9=L G= [S> MSF=J> M 9V @/B 3S> VGZL[ Z>JG9= IFL F[ [S> \>JG==G=J 9V [Z>F[E>=[，[S> MSF=J> 9V @/ IFL FM<[> G= [SGL Z>JG9=B 3S> L>M9=X Z>JG9= IFL F[ [S> >=X 9V [Z>F[E>=[，[S> MSF=J> 9V @/ IFL MF:E G= [SGL Z>JG9=B 3S>L> G=V:>M[G9= @9G=[L IFZ> =9[ G=V:<>=M>X \U XGVV>Z>=[ G=V:9I 9ZJF=GM :9FXG=JL F=X W-22 M9=M>=[ZF[G9=B 29，9=D:G=> VE9YF: MF= \> FMSG>Y>X \U F@@:UG=J (*? F=X @/B ;07 924*"：(*?；@/；L>_<>=MG=J \F[MS Z>FM[9Z；V$排泥管 0$ 9!测定仪 2$ 9!传感器 ?$温度控制仪 ’&$温度传感器 ’’$ +,测定仪 ’%$ +,传感器 ’($ !"#测定仪 ’=$ !"#传感器 图 ’/ -."试验系统与控制示意图 @A5$ ’/ -BCDEF GH CI+CJA1CKDL8 MCDNO+ PADF EGKDJG8 CQOA+1CKD HGJ -." +JGECMM / / 试验用水取自某豆腐厂的泡豆水，为便于研 究，有时在实际废水中加一定量自来水，配成所需 的进水质量浓度$试验采用限制性曝气，恒定曝气 量 &R 2 1(·F ;’$试验水温控制在（%& S’）T$ 试验 中采用的分析方法均按文献［>］中的

标准

excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载

方 法［>］$ %/ 试验结果与分析 为研究 !"# 和 +, 作为 -." 法处理豆制品 废水间接控制参数的可行性，在一定曝气量、进水 有机物和污泥质量浓度条件下，进行 !"# 和 +, 的在线监测，并根据其变化采样测定 7!9、:,( ; :质量浓度$为考察 !"# 和 +, 在不同条件下变 化规律的普遍性，研究了进水 7!9和初始污泥质 量浓度对 !"#和 +,作为过程控制参数的影响$ !" #$ %&’ 法处理豆制品废水一个反应周期内 (’)和 *+的变化 选择反应器进水混合液 7!9 质量浓度为 0&& ) 0*& 15 · 3 ;’，初始污泥质量浓度为 *R & 5·3 ;’左右，整个试验过程中恒定曝气量为 &R 2 1(·F ;’ $ 在此条件下运行几个周期，待系统 稳定后进行在线监测和取样分析，见图 %、($ 图 (/ -."法处理豆制品废水过程中 7!9和 :,( ;:的变化 @A5$ (/ 7FLK5C GH 7!9 LKU :,( ; : UOJAK5 -." / / 由图 % 可知，!"#在 -."法处理豆制品废水 过程中存在 % 个特征点：凹点和平台$ 与此相对 应，图 ( 中 7!9 和 :,( ; : 质量的变化也存在 % 个区域：快速降解区和缓慢降解区$ 在 !"# 凹 点出现之前，反应器内 7!9和 :,( ; : 质量浓度 有 >>V以上被去除；随着凹点的出现，7!9 的降 解速度明显减慢，从凹点出现到反应结束，仅有 %%V的 7!9 被去除$ 从进水混合液总氮的测定 知，反应器内混合液中氮、磷略显不足，!（7）： !（:）：!（#）" ’&&W (R 2W &R 2$因此，本试验检 验的 :,( ; :质量浓度变化是由微生物的同化作 用引起的，通过检测反应过程中 :! ;% ; : 和 :!( ; ; :质量浓度进一步验证了此观点$ ·2=>· 哈/ 尔/ 滨/ 工/ 业/ 大/ 学/ 学/ 报/ / / / / / / / / / / / / 第 (* 卷/ 在 !"#法处理豆制品废水过程中，$%变化大 致分为 &个区域，即反应初期的波动区和反应结束 时的平台区’反应初期 $% 变化幅度较大，主要与 处理的水质有关’ 豆制品废水含有较多大分子有 机物，在降解过程中，大分子有机物被分解为小分 子有机物，在分解过程中有可能生成一些有机酸， 使混合液中 $% 值降低’另外，异养微生物对有机 物的分解和合成代谢都要不断形成 ()&，()& 溶解 在水中也会导致 $%下降’随着小分子物质被微生 物的利用和 ()& 的吹脱，最后混合液中 $%开始大 幅上升’随着反应的进行，$% 上升速度减慢，最后 进入平台区’与这 & 个区域相对应，()*降解过程 也分为快速降解区和缓慢降解区’ + + 为使 )#,和 $%作为过程控制参数更好地应 用于实际工程，分别对反应过程中 )#, 和 $% 的 变化进行导数分析，结果见图 -、.’ 从图 -、. 中可 以清楚地看到，对应 ()*去除 //0的 )#,和 $% 导数由负变正，之后出现一个小平台’随着反应的 进一步进行，)#,和 $%导数逐渐减小，最后接近 于 1’ 因此，在 !"# 法处理豆制品废水实际工程 中，可根据 )#,和 $% 导数近似为 1 这一信号来 控制曝气时间，进而实现曝气时间的自动调控’ 图.+ 降解()*和2%3 42过程中$%一阶导数随时间的变化 567’ .+ 5689: ;<86=>:6=< ?@8=< AB $% C6:D :6E< ;@86F7 8G AB ()* >F; 2%3 4 2 !" !# 进水 ()*质量浓度对 )#,和 $%变化的影响 为考察 )#,和 $%在反应过程中的变化是否 受进水 ()* 质量浓度的影响，进行了两种进水 ()*质量浓度的试验，分别为 .11 H ..1 E7·I 4J 和 J .11 H J /11 E7·I 4J ’在试验中，维持 !"#中 的初始污泥质量浓度在 .K 1 7·I 4J左右，反应温 度和曝气量同上’试验结果如图 /、L 所示’ 图 L+ 不同进水 ()*质量浓度对 $%变化的影响 567’ L+ MBBF7< AB $% + + 从图 / 可以看出，!"# 处理豆制品废水过程 中，)#, 变化曲线上的两个特征点并没受进水 ()*质量浓度的冲击而变化，并且这两个特征点 的出现与反应器内 ()* 的降解吻合得很好’进水 ()*质量浓度越高，反应过程中出现 )#, 凹点的 时间越长；随着进水 ()* 质量浓度增大，凹点的 )#,值减小，并且 )#,在凹点处的停留时间延长’ 随着反应的进行，)#,开始上升，最后出现平台，此 时，反应器内 ()* 缓慢降解’因此，在相同曝气量 和初始NI!!质量浓度下，反应器内)#,凹点出现 的时间可间接反映出进水 ()* 质量浓度的大小， 并可根据 )#, 的上升速度判断反应器内 ()* 的 降解情况’为节约能源，还可根据 )#,凹点调节曝 气量，根据 )#,平台的出现合理安排曝气时间’ 由图 L 可以看出，两种进水 ()*质量浓度下 的 $%变化与前面结果相同，即反应初期波动较 ·O-/·第 / 期 高大文，等：利用 )#,和 $%控制豆制品废水的处理过程 大，随着反应的进行，!" 逐渐升高，到 #$% 缓慢 降解阶段，!"出现平台区&两种 #$%质量浓度下 !"变化有所不同，#$% 质量浓度越大，反应初期 !"下降越低，波动得越厉害；当到 #$%缓慢降解 阶段时，!"上升的速度也越快&因此，可以根据反 应初期 !"的变化，并结合此时 $’( 变化预测进 水 #$%质量浓度，并根据 !" 平台区的出现判断 反应结束的时间& !" #$ 污泥质量浓度对 $’(和 !"变化的影响 )*’法的实际运行中，反应器内污泥质量浓 度会发生变化，可通过污泥液位仪控制排泥量，使 反应器内污泥质量浓度稳定在一个水平上，但小 范围污泥质量浓度变化是否影响反应过程中 $’(和 !"的变化，未见国内外报道&基于此开展 了不同初始污泥质量浓度对反应过程中 $’( 和 !"变化影响的研究& 选择初始污泥质量浓度分 别为 +, - .·/ 01和 +, + .·/ 01左右，初始反应混 合液 #$%质量浓度为 23- 4 2+- 5.·/ 01 &试验结 果见图 6、7& 图 78 不同初始污泥质量浓度对 !"变化的影响 9:.& 78 ;<<=>? @< A:<<=B=C? D/)) @C >EFC.= @< !" :C )*’ 8 8 从图 6、7 可以看出，不同初始污泥质量浓度 对反应过程中 $’( 和 !" 变化并未产生太大影 响& $’(凹点出现时间基本相同& 随着初始污泥 质量浓度的增大，凹点处 $’( 值升高，到 #$% 缓 慢降解时，两种初始污泥质量浓度下的 $’( 接近 相等，也就是两者的 $’( 平台区相重合，两种初 始污泥质量浓度下的 !" 变化也基本相同，当反 应结束时，!"均在 2, 3 附近& 8 8 综上所述，)*’法处理豆制品废水过程中，反 应器内 $’( 和 !" 的变化基本上不受进水 #$% 和初始污泥质量浓度的影响，可应用 $’( 和 !" 作为过程控制参数在线模糊控制& 38 结8 论 （1）$’(在 )*’法处理豆制品废水过程中出 现两个特征点，这两个特征点基本上不受进水有 机物质量浓度和初始污泥质量浓度的影响；!"在 )*’法处理豆制品废水过程中存在两个区域，这 两个区域不受进水有机物和初始污泥质量浓度的 影响& （G）根据 $’(和 !"的一阶导数近似为 - 这 一信号控制曝气时间，可实现曝气时间的自动调 控，起到既节约能源又避免过度曝气的目的& （3）在相同曝气量和初始污泥质量浓度下， $’(凹点出现的时间与进水 #$%质量浓度有关& 可根据凹点出现的时间预测进水 #$%质量浓度， 并根据 $’(的上升速度判断反应器内 #$% 的降 解情况，适时调节曝气量和曝气时间& 参考文献： ［1］H$#" 9 I，$/%"ID J H& $K:AF?:@CLB=AM>?:@C !@?=CL ?:FN ——— F ?@@N <@B 5@C:?@B:C.，>@C?B@N FCA @!?:5:OF?:@C @< P:@N@.:>FN CM?B:=C? B=5@QFN RSR?=5R［T］& JF? )>: U=>E， 176+，12：G+7 0 G61& ［G］#"I’(;VUW;’ T，9/$’;VUX D，%IYW% Z& $K:AFL ?:@CLB=AM>?:@C !@?=C?:FN（$’(）B=.MNF?:@C：F [FS ?@ @!?:L 5:O= !@NNM?:@C B=5@QFN FCA =C=B.S RFQ:C.R :C ?E= N@[ N@FA F>?:QF?=A RNMA.= !B@>=RR［ T］& JF? )>: U=>E，1762，17： \]+ 0 \++& ［3］JI’;"ID % Z，"I// H T，DIYWVW# % )& ’=FNL?:5= >@C?B@N @< [FR?=[F?=B ?B=F?5=C? RSR?=5R MR:C. $’(［ T］& JF? )>: U=>E，1773，G6（11 0 1G）：G23 0 G6G& ［]］#I^/;U (，*^T$V *，("W/W((; T (，!" #$% ^!.BFA:C. @< [FR?=[F?=B ?B=F?5=C? !NFC?R <@B C:?B@.=C B=5@QFN：:CL AMR?B:FN F!!N:>F?:@C @< FC FM?@5F?=A F=BF?:@C 5FCF.=5=C? PFR=A @C $’( =Q@NM?:@C FCFNSR:R［ T］& JF? )>: U=>E， 1776，32（7）：]1 0 ]2& ［+］HWD "，"I$ $T& !" FCA @K:AF?:@CLB=AM>?:@C !@?=C?:FN >@C?B@N R?BF?=.S <@B @!?:5:OF?:@C @< C:?B@.=C B=5@QFN :C FC FN?=BCF?:C. F=B@P:>LFC@K:> RSR?=5［ T］& JF?=B ;CQ:B@CL 5=C? ’=R=FB>E，G--1，23（1）：7+ 0 1-G& ［\］国家环境保护局& 水和废水监测分析方法［D］& 北 京：中国环境科学出版社，1767& （编辑8 刘8 彤） ·-+\· 哈8 尔8 滨8 工8 业8 大8 学8 学8 报8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 第 3+ 卷8