秸秆气化废水处理及水质软测量方法研究

【摘要】：为贯彻落实关于申报《中国高新技术产品指导目录(2009)》的通知(沈科发(2009)22号),并按沈阳市政府的有关认真完成“‘十一五’科技发展规划”的要求,紧密围绕“污染减排、创建生态市和环境样板城”等重点工作及“十二五”期间急需解决的环境问题,本文研究秸秆气化燃烧产生焦油废水处理及检测的方法研究。 秸秆气化技术是将农林废弃物在缺氧或厌氧条件下,经过热化学反应生成CH4、CO、H2等可燃气体的技术。自秸秆气化站在我市涉农地区建设以来,解决了农村地区秸秆乱堆乱放、随意燃烧等造成的水体和大气污染问题,同时也提高了生物质能源的使用效率。但是伴随秸秆气化站运行时间的增加,在使用过程中,存在两大主要问题：一是循环喷淋液如何处置的问题已经成为制约该项技术发展的瓶颈；二是秸秆气化过程产生的焦油和化学需氧量(COD, Chemical Oxygen Demand)等污染物需要离线人工检测,难以及时检测异常的污染物含量并对工艺参数进行优化。本文即针对这两个方面的问题进行研究。 本文的研究工作主要包括以下三个方面的内容： (1)废水处理实验设计。对于废水处理而言,为使秸秆气化炉稳定运行需放宽对过滤前水质质量的要求,而且出于成本考虑需要就地取材。因此,需要综合考虑上述因素确定过滤级数、过滤时间以及滤料种类,并基于上述结果设计废水处理装置,同时确定对进水水质的要求。 (2)废水水质分析及软测量模型建立。针对废水处理实验对进水水质的要求,需要对秸秆气化产生的焦油、COD含量进行监测及控制,即需要研究水质指标的软测量问题。由于闭环控制、物料平衡等原因,各气化炉内各段温度、各水质指标间存在相关关系(即共线性),采用传统的回归模型拟合函数关系会引起较大的估计误差,增大了建立出水水质软测量模型的难度,需要研究输入、输出具有共线性、且存在非线性关系情况下的秸秆气化废水水质软测量模型。本文中,比较了采用普通最小二乘(OLS, Ordinary Least Square)、主元回归(PCR, Principal Component Analysis)、偏最小二乘(PLS, Partial Least Square)、神经网络偏最小二乘(NNPLS, Neural Networks Partial Least Squares)的软测量结果,得到了采用NNPLS方法可以获得更精确估计结果的结论。 (3)基于PLS模型相似度的工艺指标设定。考虑到秸秆气化过程不同来源的原料的秸秆种类、大小、湿度不同,需要针对不同原料给出优化的工艺设定值。针对这一问题,初步提出了结合所建立的描述各段温度与水质指标关系的PLS模型的相似度在案例推理的框架内来对温度、进风量等工艺指标进行设定的方法。 【关键词】：秸秆气化 污水处理 水质软测量 多元统计 偏最小二乘估计
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X712;X832
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-25
• 1.1 研究背景及意义11-13
• 1.2 秸秆气化产生的废水中污染物分析13-15
• 1.3 污水处理及水质指标检测方法现状15-17
• 1.3.1 污水处理研究现状15-16
• 1.3.2 水质检测研究现状16-17
• 1.4 软测量方法研究现状17-23
• 1.4.1 基于机理模型的软测量方法19-20
• 1.4.2 数据驱动的软测量方法20-23
• 1.5 本文主要工作23-25
• 第2章 秸秆气化工艺过程描述25-33
• 2.1 秸秆气化工艺流程描述25-29
• 2.2 废水水质指标特性分析29-32
• 2.3 本章小结32-33
• 第3章 喷淋水处理方案设计及实验33-47
• 3.1 秸秆气化喷淋水处理工艺实验装置设计33-34
• 3.2 喷淋水处理工艺实验设计34-35
• 3.3 喷淋水处理工艺实验结果及分析35-42
• 3.3.1 实验条件35-36
• 3.3.2 实验结果及数据分析36-42
• 3.4 废水及填料处理流程42-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第4章 喷淋水水质软测量方法47-65
• 4.1 基于OLS和PCR的建模与预测算法47-48
• 4.1.1 基于OLS的建模与预测算法47-48
• 4.1.2 基于PCR的建模与预测算法48
• 4.2 基于PLS的建模与预测算法48-52
• 4.2.1 基于PLS的建模48-51
• 4.2.2 基于PLS的预测51-52
• 4.3 基于NNPLS的建模与预测算法52-54
• 4.4 基于PLS模型相似度的软测量与工艺指标设定54-59
• 4.4.1 模型相似度定义55-56
• 4.4.2 基于模型相似度的软测量与工艺参数设定56-59
• 4.5 实验研究59-63
• 4.5.1 同类秸秆的水质软测量59-62
• 4.5.2 不同类秸秆的水质软测量62-63
• 4.5.3 新加工秸秆的气化工艺参数的设定63
• 4.6 本章小结63-65
• 第5章 结论与展望65-67
• 参考文献67-71
• 致谢71

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

生物质气化中焦油的产生及其危害性    鲍振博;靳登超;刘玉乐;郭俊旺;

发酵过程中生物量浓度的在线估计    桑海峰;王福利;何大阔;张大鹏;

紫外可见分光光度法在渔业环境监测中的应用    马鸿媚;翁新;

农作物秸秆气化过程中焦油净化技术的研究    季红波;

三维荧光技术用于给水的水质测定    吕洪刚,欧阳二明,郑振华,张锡辉

我国北方城市污水处理厂二级处理出水的水质特性    王树涛;王虹;马军;章广德;刘惠玲;

基于案例的推理在农业专家系统中的应用    李茹,任海涛,刘开瑛,梁吉业

铅锌烧结过程烧穿点的集成预测模型    吴敏;丁雷;曹卫华;段平;

过程控制中的软测量技术    于静江，周春晖

生物质气化过程中焦油的去除方法综述    孙云娟;蒋剑春;

基于PLS的建模与控制技术在热工过程中的应用研究    王勇

软测量建模方法研究与应用    李修亮

基于案例推理的森林病害诊断方法探讨    温亮宝;刘红霞;

基于CBR的蔬菜病虫害诊治专家系统的研究    刘鹤;李东明;陈桂芬;

基于案例推理(CBR)技术在病虫害预测中的应用    郑宇鸣;李淑斌;肖植文;刘振环;

山桐子在重庆市的利用可行性分析    李平;谢世友;万腾;安小风;

秦巴山区桑叶中芦丁提取工艺优化    张艳艳;蒲秋燕;黄平;王黎涛;刘存芳;

吉林省生物质能产业发展现状及对策分析    张岩;张妤;高敬伟;

热等离子体技术用于秸秆资源化的可行性探讨    刘欣;李胜利;李铭书;

具有温度补偿的光纤生物量浓度在线测量传感器    赵明富;邵芸;钟年丙;胡新宇;刘杰徽;

爆发器内壁温度的软测量    黄凤良,余永刚

基于神经网络的气体管道泄漏检测与定位    王军茹;王涛;毛芹;

基于模糊支持向量机的赖氨酸发酵软测量    孙玉坤;王博;丁慎平;

生物质焦油处理方法的国内研究现状及发展    杨玉琼;梁杰;宣俊;

先进控制在烯烃厂碳二加氢反应器的应用    吕媛媛;张岩;刘蕾;

水泥窑焚烧生物质资源过程中产生焦油的研究——气相色谱质谱法在生物质焦油研究中的应用    赵宇;徐磊;王君;董益名;成力;

微粒群神经网络在软测量建模中的应用    刘欣;蒋爱平;

丙烯脱乙烷塔出口组分的软测量    靳其兵;林艳春;

生物质热解半焦对焦油吸附效果的研究    肖瑞瑞;李鹏;陈雪莉;于广锁;于遵宏;

用RBF神经网络建立航煤密度软测量模型    田野;李平;

一种基于实时模型的输油管道泄漏检测方法    祁伟;吴明;肖高清;

基于GABP神经网络的污水水质BOD软测量方法    冉维丽;胡玉玲;乔俊飞;

污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究    杨红

催化裂化过程建模与应用研究    栗伟

内部热耦合空分塔的建模与优化研究    闫正兵

应急预案辅助设计及评价问题研究    张英菊

基于炉口火焰光谱信息的转炉炼钢终点在线碳含量测量方法研究    许凌飞

复合膜生物反应器地下水脱氮技术研究    张立辉

激光诱导击穿光谱技术在电站运行诊断中的应用研究    姚顺春

复杂管道泄漏检测技术研究    阳子轩

油田轻烃分馏与精制技术研究    王志恒

小波熵与小波网络在多相流参数测量中的应用研究    韩骏

德士古气化炉炉温软测量建模    毕伟

酮苯脱蜡回收系统的建模与优化    袁沈坚

电厂主蒸汽温度控制    沈佳林

农林生物质气化炉开发及试验研究    金亮

天然气管道泄漏探测系统研究与实现    王克华

以铜渣为催化剂的松木屑气化特性实验研究    岳旭飞

利用冶金渣余热催化气化城市生活垃圾的试验研究    袁永功

多源光谱融合水质分析的多模型组合建模方法    穆海洋

多光谱污水有机污染物综合指标在线检测装置的设计与开发    严赟

叶绿素a荧光检测仪的设计与开发    杨益民

生物质气化副产物(焦油)资源化利用的经济效益分析    王素兰;宋宏杰;张全国;

新型户用下吸式秸秆气化炉的研究与应用    曹稳根;高贵珍;方雪梅;钱玉梅;张兴桃;段红;

不同吸附剂对生物质气化焦油去除效果的影响    张存兰;

生物质燃气中焦油的催化转化脱除研究    张长森;张瑞芹;

中国生物质废弃物利用现状分析    刘贞先;伊晓路;孙立;许敏;傅军;

国内燃煤电厂烟气脱硫现状与展望    吕太,罗伟民,王雷,朱孔有

基于RBF神经网络的传感器非线性故障鲁棒诊断    贾明兴,王福利,何大阔

基于多神经网络模型的软测量方法及应用    常玉清,王小刚,王福利

我国电力工业的展望    高亹

电站锅炉回转式空气预热器积灰监测模型的研究    阎维平,陈宝康,梁秀俊,叶学民,王礼,赵保国

软测量技术若干问题的研究及工业应用    刘瑞兰

电站锅炉受热面污染监测及优化吹灰的理论与实验研究    陈宝康

基于数据的软测量建模方法及其应用的研究    李春富

生物质气化气中焦油的催化裂解研究    韦杰

微生物絮凝剂在水产养殖污水净化中的应用    刘松岩;

壳聚糖的应用    梁菲菲;

吸附剂在工业废水重金属处理中的应用研究进展    王靖宇;刘敬勇;裴媛媛;蔡华梅;黄曼雯;蓝静;

海南垦区天然橡胶加工废水处理工艺设计及其特征    高波,吴英锋

厌氧消化法处理畜禽养殖业废水的影响因素及综合利用    张勤,王克科,赵颖,江传杰,王岩

臭氧技术在水处理中的应用及发展    彭丽婧;杨润昌;

PAFSS-PAM复合絮凝剂处理造纸废液的研究    金一萍;

Fenton试剂处理缫丝废水中COD的研究    林建国;

木素过氧化物酶应用研究进展    杨暖;张妙直;宋洪英;谢响明;

高级氧化技术在农药废水处理中的应用    张英民;李开明;周伟坚;王炜;张照云;贾燕;

MBR工艺在废水处理中的研究发展及应用    刘渊;夏本立;丛继信;王力;

锅炉除渣废水处理循环利用技术    滕秀清;王玉坤;

Fe腐蚀在Cr(Ⅵ)废水处理中应用的研究    钱瑛;

粉煤灰在印染废水治理中的应用    许宗浩;常品茹;

印染过程中的清洁生产问题研究    李耀华;

废水改造处理    邓阿建;

含多种金属的磷化废水中磷的处理研究    王武雄;代金焕;张国标;

环境监测站实验室废水处理初探    玉显恒;

特种活性炭吸附处理焦化含酚废水的试验研究    滕济林;李若征;张萌;袁金萍;

非金属矿物在环保中的应用    覃祥敏;马少健;阮久行;

废水处理添新工艺    宗华

农业部为祁圩村设计污水处理方案    本报记者

江苏亚太开发出废水处理新技术    张成华

发酵产氢：废水处理的新方法    本报记者 张孟军

让水电建设实现节能减排    耿标 朱辉煌 冯新建

普莱克斯为奥运废水处理厂供氧气    顾定槐

浙江最大工业废水处理项目在巨化建成    王孝弟

泰山纸业：废水处理打破“坚冰”    柳尧杰

污水流出巨大商机    

浅谈制浆造纸的废水处理    汪焕心

二氧化氯和超细氧化铁在废水处理中的组合应用技术研究    顾宁

玉米深加工过程废水处理及回用模式研究    高磊

基于微生物电化学系统的废水处理技术研究    李中坚

烟草加工废水处理及其微生物学机制研究    汪美贞

钛基掺硼金刚石薄膜电极的制备、性质及其在废水处理中的应用    孙见蕊

SBBR技术特性和动力学机制及其在废水处理中的应用    胡龙兴

钢铁工业综合废水处理与资源化技术研究    张运华

电化学氧化法处理难生物降解有机工业废水的研究    林海波

红麻韧皮纤维生物酶脱胶改性研究    郑来久

铁柱撑膨润土催化UV-Fenton降解染料的性能及其机理研究    陈建新

秸秆气化废水处理及水质软测量方法研究    高鑫

微生物絮凝剂在废水处理中的应用研究    魏晓金

利用废弃物作替代培养基制备微生物絮凝剂的研究    杨清清

高炉煤气洗涤水脱氰的研究    关国栋

高级氧化技术氧化降解有机废水的研究    王丽琼

氧化—混凝法处理餐饮废水的实验研究    覃晶晶

应用水解+A/O工艺治理化工废水的工程实践    李彤

脉冲电絮凝处理餐饮废水的研究    林辉

不同温度条件下活性污泥相关特性的研究    吴坚扎西

泡沫分离回收废水中全氟辛酸铵的研究    张和平