旺高污水厂平板陶瓷膜工艺控制和膜污染清洗技术研究

《旺高污水厂平板陶瓷膜工艺控制和膜污染清洗技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、旺高污水厂平板陶瓷膜工艺控制和膜污染清洗技术研究（申请清华大学工程硕士专业学位论文）培养单位：环境学院学科：环境工程研究生：刘镇洋指导教师：张锡辉教授联合指导教师：董荣华高工(宋乾武教授)二〇一七年十二月摘要摘要本论文针对旺高污水厂平板陶瓷膜处理工艺，重点研究了该工艺自动化控制系统设计、构建和后期的运行维护技术。采用了PLC技术，SCADA架构和WinCC组态软件，对工艺过程自动控制和膜污染形成过程进行分析，得到一套适用于旺高污水厂平板陶瓷膜工艺的自动控制系统，优化后的运行控制参数，以及适用旺高无机-有机复合膜污染的

2、清洗方式。自动控制系统采用PLC作为整个控制系统的核心部件，通过对陶瓷膜工艺运行过程分析，对PLC组件进行编程，实现日常控制功能和自动运行逻辑；采用WinCC组态软件，融合工艺参数和运行模式，实现控制系统的高效化。整个控制系统在功能上划分为四层，即“操作层”、“控制层”、“监视层”和“网络应用层”。操作层包括基础的仪表传感器件和设备动力部件，是控制操作的实际实施者；控制层是控制系统的核心，通过组态软件实现模式控制；监视层和网络应用层为污水厂日常生产提供服务，包括报表统计、打印机和远程监控等。结合旺高污水厂实际运行数据

3、，从产水效率、经济效益和膜利用效率的角度，对几个重要控制参数进行了分析研究。结果表明，增加陶瓷膜产水时长，会产生更高产水效率；提高产水通量，有利于提高膜利用率；但是，另一方面，过长的产水时长、过大的产水通量又会加快膜组件的耗损，缩短膜的使用寿命。基于旺高污水厂实际运行数据，陶瓷膜工艺在一个产水-反洗循环周期内，适宜的产水时间为15分钟，反洗时间为1.5分钟，膜通量设置为40LMH。对旺高污水厂陶瓷膜污染原因及其清洗方法进行实验室研究和现场验证，结果发现，陶瓷膜污染属于典型的无机盐垢和有机物复合型膜污染，单独酸洗和碱洗

4、的效果均不理想，酸和碱联合清洗效果良好。优化后的在线清洗方案为，先用0.6%盐酸清洗30分钟，接着用0.6%的NaOH和NaClO混合液清洗30分钟，最后用0.6%的盐酸清洗30分钟，实验室中膜通量恢复率可达97%以上；离线清洗方案为，先用0.5%盐酸浸泡30分钟，再用0.5%的NaOH和NaClO混合液浸泡30分钟，实验室中膜通量恢复率可达98%以上。在旺高污水厂，现场陶瓷膜清洗结果表明，采用在线清洗方案，陶瓷膜通量恢复率可达到70%～80%。本论文研制的自动控制系统适用于平板陶瓷膜处理污水过程管理，对于陶瓷膜工艺

5、技术推广具有重要的指导性意义。关键词：陶瓷膜；自控系统；参数优化；膜污染清洗IAbstractAbstractThisthesisfocusestheresearchonaautomaticcontrolsystemfortheflatceramicmembraneprocessinWanggaowastewatertreatmentplant(WWTP),includingthedesign,construction,operationandmaintenance.PLCtechnology,SCADAsystemc

6、onfigurationandWinCCconfigurationsoftwarewereusedfortheanalysesandoptimizationofprocessauto-controlandmembranefouling,itsobjectivesaretoconstructanautomaticcontrolsystemsuitablefortheceramicmembraneprocessinWanggaowastewatertreatmentplant,withoptimizedparametersa

7、ndmembranecleaningmethods.Intheautomaticcontrolsystem,PLCisadoptedasthecorepartofthewholecontrolsystem,whichisprogrammedtorealizeregularcontrolfunctionsandautomaticrunninglogic.WithWinCCconfigurationsoftware,processparametersandoperatingmodesarecoupledtogetherto

8、achievebetterefficiency.Theentireauto-controlsystemisfunctionallydividedintofourlayers,namely"operatinglayer","controllayer","monitoringlayer"and"networkapplicationlayer."Theo