氧化沟污水处理监控与节能减排毕业论 104页

氧化沟污水处理监控与节能减排【设计总说明】任务来源：氧化沟污水处理监控与节能减排毕业设计的题目为上海市闵行区污水处理厂设计——三沟式氧化沟工艺。主要任务是完成该污水处理厂初步设计及单项处理构筑物施工图设计。其中初步设计要完成设计说明书一份、污水处理厂总平面图一张及污水处理厂污水与污泥高程图一张，主要是完成三沟式氧化沟平面图。该污水厂的污水处理流程为：居民污水池污水汇总后，通过流量控制进入沉砂池，然后通过水流管将污水引流到处理系统内，经过转刷曝气池后再流入氧化沟最后通过出水口将处理过的水引流出；污泥的流程为：从沉砂池内污泥通过排泥管集中到污泥井中，最后外运处置。污水处理厂处理后的出水要达到国家污水综合排放标准（GB8978-1996）中的一级标准。所选择三沟式氧化沟工艺，它是一种连续流活性污泥法，只是将曝气、沉淀工序集于一体，并具有按时间顺序交替轮换运行的特点，其运转周期可根据处理水质的不同进行调整，从而使其运行操作更趋于灵活方便。这种工艺流程简单，无需另设一次、二次沉淀池和污泥回流装置，使氧化沟工艺的基建投资和运行费用大为降低，并在一定程度上解决了以往氧化沟占地面积大的缺点。同时在居民蓄水池装有液面控制器，可是自动控制居民蓄水池与进水闸井之间的联系。而且在居民蓄水池与进水闸井还装有时间控制器，这样便可制定周一到周五的工作模式，以及周六至周日的节假日模式。然后在工作模式以及节假日模式中，再设立各个时间段模式，以此来达到节能减排的目的。同时，在污水处理厂所需用到的各个灯光照明系统都采用了LED太阳能灯光，更进一步起到了整体的节能减排的效果。【关键词】三沟式氧化沟工艺LED太阳能灯光时间控制器液位控制器\nProcessmonitoringandenergy-savingemissionreductionoxidationditchwastewater【GeneralSpecification】Missionsource:oxidationditchsewagetreatmentmonitoringandenergysavingofgraduationdesigntopicforShanghaiMinhangdistrictwastewatertreatmentplantdesign-three-ditchtypeoxidationditchprocess.Maintaskiscompletedthepreliminarydesignofthesewagetreatmentplantandasinglestructureconstructiondrawingdesign.Preliminarydesigntocompletedesignspecification,generallayoutofsewagetreatmentplantandasewagetreatmentplanteffluentandsludgeelevationmapismainlycompletedthree-ditchtypeoxidationditchplans.Thesewagefactoryofsewageprocessingprocessfor:residentssewagepoolsewagesummaryHou,throughflowcontrolenteredsanksandpool,thenthroughflowtubewillsewagedrainagetoprocessingsystemwithin,aftergobrushaerationgaspoolHouagaininflowoxidationGroovelastthroughwatermouthwillprocessinghadofwaterintroductionoutflow;sludgeofprocessfor:fromsanksandpoolwithinsludgethroughrowmudtubeconcentratedtosludgewellsinthe,lastSinotransdisposal.Treatedeffluentofsewagetreatmentplanttoachievenationalintegratedwastewaterdischargestandard(GB8978-1996)primarystandards.Selectthree-ditchtypeoxidationditchprocess,itis\nacontinuousflowactivatedsludge,aeration,sedimentationprocessesintoone,androtateinchronologicalrunningcharacteristics,itsoperatingcyclecanbeadjustedaccordingtodifferentwaterquality,soastomakeitsoperationmoreflexibleandconvenient.Thisprocessissimple,withoutanother,secondarysedimentationtankandsludgerecirculationdevice,oxidationditchprocessofinfrastructureinvestmentandoperatingcostsmuchless,andtosomeextentsolvestheoxidationditchcoversanareaofdisadvantage.Whileresidentsofthereservoircontainingtheliquidlevelcontrollers,butresidentsoftheautomaticcontrolcontactbetweenthereservoirandthewellintake.Andresidentsinthereservoirisalsoequippedwithintakewellstimecontroller,soyoucandevelopworkingmodefromMondaytoFriday,andSaturdaytoSundayholidaymode.Thenworkpatternsandholidaysmode,thensetupeachtimemode,inordertoachievethepurposeofenergysaving.Meanwhile,inthesewagetreatmentplantneededtousevariouslightingsystemsusingLEDsolarlights,theoveralleffecthasplayedafurtherenergysaving.【Keywords】TripleOxidationDitchLEDsolarlightingtimecontrollerlevelcontroller\n目录第一章设计概论41.1设计依据和设计任务4第二章工艺流程的确定52.2污水处理各方法比较52.3工艺流程的确定6第三章污水处理系统83.1居民污水蓄水池83.2时间控制器控制电机运行103.3进水闸井123.4污泥排泥管123.5粗格栅133.6泵站153.7细格栅163.8沉砂池173.9曝气池183.10氧化沟203.11氧化沟开关柜与控制柜设计指导22第四章节能减排LED太阳能灯304.1太阳能LED灯304.2太阳能电池31\n4.3蓄电池控制器334.4蓄电池344.5逆变器354.6LED灯364.7三沟式氧化沟的现场LED灯38第五章远程控制与模拟屏监控425.1模拟屏的设计与使用425.2模拟屏的运行445.3开发环境的选择455.4设计46第六章泵站电气、仪表设计486.1概况486.2电气系统、启动方式、继电保护、配电布置形式及设备选型.............................................486.3泵站仪表设置48毕业设计（论文）的主要参考文献49中文译文54致谢57\n第一章设计概论1.1设计依据和设计任务1.1.1原始资料1.设计题目：氧化沟污水处理监控与节能减排2.应用基础资料：a.该氧化沟污水处理监控与节能减排技术应用于上海市闵行区，服务人口近16万人。b.该污水厂接纳的居民废水平均日流量为16000m3。c.当地环保局监测居民废水的水质为：COD = 500mg/L，pH =7-8，BOD=300mg/L， SS= 250mg/L，氨氮=15mg/L，T-P=2mg/L， T-N=25mg/L。d.设计要求的污水排放水质标准：处理后污水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准（B）。1.2设计内容和要求a.根据以上水量水质条件和设计资料，设计二级污水处理厂一座。建议该污水处理厂生物处理工艺采用三沟式氧化沟技术，处理水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级标准（B）排放要求。 b.污水、污泥处理工艺流程确定。c.完成初步设计图纸2张。d.完成与设计题目有关的英文翻译1篇（不少于5000汉字）。\ne.按照学校要求完成毕业设计文件。1.3设计目的随着经济飞速发展，人民生活水平的提高，对生态环境的要求日益提高，要求越来越多的污水处理后达标排放。在全国乃至世界范围内，正在兴建及待建的污水厂也日益增多。有学者曾根据日处理污水量将污水处理厂分为大、中、小三种规模：日处理量大于10万m3为大型处理厂，1-10m3万为中型污水处理厂，小于1万m3的为小型污水处理厂。近年来，大型污水处理厂建设数量相对减少，而中小型污水厂则越来越多。如何搞好中、小型污水处理厂，特别是小型污水厂，是近几年许多专家和工程技术人员比较关注的问题。通过城市中小型污水处理厂工艺的选择、设计，培养环境工程专业学生利用所学到的水污染控制理论，系统的掌握污水处理方案比较、优化，各主要构筑物结构设计与参数计算，主要设备造型包括居民污水蓄水池、格栅、提升泵、转刷曝气池、污泥脱水机。1.4排水水质序号基本控制项目一级标准B进水水质去除率1COD80445.582.0%2BOD2025092.0%3SS20295.493.2%4T-N2038.648.2%5氨氮831.474.5%\n6T-P1.52.5541.1%7PH6-97-8第二章工艺流程的确定2.1城市污水处理的现状和发展2.1.1世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生产能力得到提高，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程序的环境污染。污水也是造成环境污染的来源之一。这个污染源的出现引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环保组织的工作日程。中国政府历来重视环保治理工作，敬爱的周恩来总理曾提出了“全面规划，合理布局，综合利用，化害为利，依靠群众，大家动手，保护环境，造福人民”32字方针，历届政府提出根治海河、三河三湖的治理的要求。由于各界政府的高度重视，我国的污水处理事业得到了长足的发展，但是我们要清醒的看到，我国工农业生产发展的步伐很快，特别是改革开放的20年乡镇企业的诞生使我国的企业结构发生了变化，有些企业在追求经济效益时忽视了社会、环境效益，若长此下去将带来环境受到严重污染的后患。为此当今环境污染的治理不能停留在各级政府的重视，而要深化到全民族每位公民环保意识的提高。我们不仅要达到经济发展了，生活水平提高了，还要做到经济与环境保护协调发展，生活的质量不断提高。为此我们要唤起民众为21世纪可持续发展目标的实现，为人类健康的生存，为子孙后代留下优质的环境而努力完成自己的责任。\n2.1.2今后的发展趋势（1）经济发展与污水处理事业协调发展。（2）扶植国内环保产业（污水处理行业）的发展（3）多方筹资加速污水处理厂的建设，以最短的时间控制、治理已造成污染的水环境。（4）改变污水处理行业的运营机制，由事业型向企业经营型转变。（5加强污水处理工艺选择参谋机制，为各地区污水处理厂建设的工艺审查把关。（6）政府应给予污水处理行业优惠的政策。（7）再生水回用。（8）污泥最终处置要向无害化、资源化方向迈进。（9）建设环保型的污水处理厂。（10）环保要从娃娃抓起，提高全民水的忧患意识。2.2污水处理各方法比较物理法：物理或机械的分离过程。过滤,沉淀,离心分离,上浮等。化学法：加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程。中和,氧化,还原,分解,混凝,化学沉淀等。物理化学法：物理化学的分离过程。气提,吹脱,吸附,萃取,离子交换,电解电渗析,反渗透等生物法：微生物在污水中对有机物进行氧化,分解的新陈代谢过程。活性污泥,生物滤池,生物转盘,氧化塘,厌气消化等。其中最为主要，也最为透彻的污水处理方法便是生化法。生化法：\n1.生物处理法：生物处理法就是利用微生物分解氧化有机物的功能并采用一定的人工措施，创造有利于微生物的生长，繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高其分解氧化有机物效率的一种废水处理方法。2.活性污泥：向生活污水中注入空气进行曝气，在污水中形成的一种呈黄褐色的絮凝体。这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀，与水分离，并使污水得到净化、澄清。这种絮凝体就被称为“活性污泥”。3.混合液：由污水、回流污泥和空气互相混合形成的液体，称为混合液。4.化学需氧量（CODmg/l）：化学需氧量表示利用化学氧化剂氧化有机物所需的氧量。 5，生化需氧量（BOD5mg/l）：生化需氧量表示在有氧的情况下，由于微生物（主要是细菌）的活动，可降解的有机物稳定化所需要的氧量。6.污泥沉降比（SV）：指曝气池中混合液沉淀30分钟后，沉淀污泥与混合液的体积比（以%表示）。因为活性污泥在沉淀30分钟后一般可接近它的最大密度。当活性污泥的凝聚、沉降性能良好时，污泥沉降比的大小，可以反应曝气池正常运行时的污泥数量。7.污泥浓度（MLSS）：指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体的重量。（单位：mg/l）8.污泥体积指数（SVI）：指曝气池混合液经30分钟沉淀后一克干污泥所占的体积（单位：ml/g）。 9.沉降比（SV）与污泥体积指数（SVI）及污泥浓度（MLSS，g/l）之间的关系： SVI=SV×10/MLSS。10．溶解氧（DO，mg/l）：指曝气池混合液中所含氧量。一般控制在2-4mg/l。11.污泥回流比（R）：回流污泥量是从二沉池补充到曝气池的污泥量，回流比是回流污泥量与入流污水量之比。R=回流污泥量/入流污水量，一般用%表示。物理法速率较快，只是污水处理达不到比较高的标准。生化法的优点是时间周期较长，可持续性不错，而且处理过后的水资源可以达到比较高的标准。\n严格地说，氧化沟不属于专门的生物除磷脱氮工艺。氧化沟具有以下特点：a.工艺流程简单，运行管理方便。氧化沟工艺不需要初沉池和污泥消化池。有些类型氧化沟还可以和二沉池合建，省去污泥回流系统。b.运行稳定，处理效果好。氧化沟的BOD平均处理水平可达到95%左右。c.能承受水量、水质的冲击负荷，对浓度较高的工业废水有较强的适应能力。这主要是由于氧化沟水力停留时间长、泥龄长和循环稀释水量大。d.污泥量少、性质稳定。由于氧化沟泥龄长。一般为20～30d，污泥在沟内已好氧稳定，所以污泥产量少从而管理简单，运行费用低。e.可以除磷脱氮。可以通过氧化沟中曝气机的开关，创造好氧、缺氧环境达到除磷脱氮目的，脱氮效率一般＞80%。但要达到较高的除磷效果则需要采取另外措施。f.基建投资省、运行费用低。和传统活性污泥法工艺相比，在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脱氮三种情况下，基建费用和运行费用都有较大降低，特别是在去除BOD和脱氮情况下更省。同时统计表明在规模较小的情况下，氧化沟的基建投资比传统活性污泥法节省更多。氧化沟污水处理方法也分几类：帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟、卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟、奥尔伯（Orbal）氧化沟、T型氧化沟（三沟式氧化沟）、DE型氧化沟和一体化氧化沟。Orbal 氧化沟，即“0、1、2”工艺，由内到外分别形成厌氧、缺氧、和好氧三个区域，采用转碟曝气。由于从内沟(好氧区)到中沟(缺氧区)之间没有回流设施，所以总的脱氮效率较差。在厌氧区采用表面搅拌设备，不可避免的带入相当数量的溶解氧，使得除磷效率较差。 三沟式氧化沟属于交替运行式氧化沟，由丹麦Kruger公司创建。由三条同容积的沟槽串联组成，两侧的池子交替作为曝气池和沉淀池，中间的池子一直作为曝气池。原污水交替地进入两侧的池子，处理出水则相应地从作为沉淀池的池中流出，这样提高了曝气转刷的利用率（达59%左右），另外也有利于生物脱氮。三沟式氧化沟流程简洁，具有生物脱氮功能，由于无专门的厌氧区，因此，生物除磷效果差，而且由于交替运行，总的容积利用率低，约为55%，设备总数量多，利用率低。\n2.3工艺流程的确定2.3.1工艺流程如图2-2居民污水蓄水池液位控制时间控制器控制电机运行进水闸井沉砂池细格栅泵站粗格栅污泥排泥管转刷曝气池氧化沟图2-22.3.2格栅\n本污水处理厂设置粗、细两道格栅。格栅的主要作用是将污水中的大块污物拦截，以免其对后续处理单元的机泵或工艺管线造成损害。格栅按栅条的种类可分为直棒式栅条格栅、弧形格栅、辐射式格栅、转筒式格栅和活动栅条式格栅。由于直棒式格栅运行可靠，布局简洁，易于安装维护，本工艺选用直棒式格栅。格栅与水泵房的设置方式。如下图2-3粗格栅泵站细格栅图2-3进水粗格栅是污水处理厂第一道预处理设施，可去除大尺寸的漂浮物或悬浮物，以保护进水泵的正常运转，并尽量去掉那些不利于后续处理过程的杂物。拟用回转式固液分离机。回转式固液分离机运转效果好，该设备由动力装置，机架，清洗机构及电控箱组成，动力装置采用悬挂式涡轮减速机，结构紧凑，调整维修方便，适用于市政污水处理厂污水预处理。2.3.3沉砂池污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代设计的主要有旋流沉砂池。\n2.3.4转刷曝气池曝气池（aerationbasin）利用活性污泥法进行污水处理的构筑物。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件。曝气池主要由池体、曝气系统和进出水口三个部分组成。池体一般用钢筋混凝土筑成，平面形状有长方形、方形和圆形等。2.3.5氧化沟氧化沟是一种活性污泥处理系统，其曝气池呈封闭的沟渠型，所以它在水力流态上不同于传统的活性污泥法，它是一种首尾相连的循环流曝气沟渠，又称循环曝气池。最早的氧化沟渠不是由钢筋混凝土建成的，而是加以护坡处理的土沟渠，是间歇进水间歇曝气的，从这一点上来说，氧化沟最早是以序批方式处理污水的技术。\n第三章污水处理系统3.1居民污水蓄水池3.1.1蓄水池蓄水池是用人工材料修建、具有防渗作用的蓄水设施。根据其地形和土质条件可以修建在地上或地下，即分为开敝式和封闭式两大类，按形状特点又可分为圆形和矩形两种，因建筑材料不同可分为：砖池、浆砌石池、混凝土池等。蓄水池布置原则和水窖基本相同。蓄水池结构设计除应符合前述蓄水工程设计要求外，尚应考虑下列要求：1．荷载组合：不考虑地震荷载，只考虑蓄水池自重、水压力和土压力。对开敞式蓄水池，荷载组合为池内满水，池外无土；对封闭式水池，荷载组合为池内无水，池外有土。计算时，浆砌石砌体及混凝土的容重取为2.4t/m。地下式水池，池壁外面回填土要求夯实，计算土压力时填土容重取为1.8t/m，内摩擦角取为30°。2．应按地质条件推求容许地基承载力，如地基的实际承载力达不到设计要求或地基会产生不均匀沉陷，则必须先采取有效的地基处理措施才可修建蓄水池。蓄水池底板的基础要求有足够的承载力、平整密实，否则须采用碎石（或粗砂）铺平并夯实。3．蓄水池应尽量采用标准设计，或按五级建筑物根据有关规范进行设计。水池池底及边墙可采用浆砌石、素混凝土或钢筋混凝土。最冷月平均温度高于5℃\n的地区也可采用砖砌，但应采用水泥砂浆抹面。池底采用浆砌石时，应座浆砌筑，水池砂浆标号不低于M10，厚度不小于25cm。采用混凝土时，标号不宜低于C15，厚度不小于10cm。土基应进行翻夯处理，深度不小于40cm。池墙尺寸应按标准设计或按规范要求计算确定。4．蓄水池的基础是非常重要的，尤其是湿陷性黄土地区，如有轻微渗漏，危及工程安全。因而在湿陷性黄土上修建的蓄水池应优先考虑采用整体式钢筋混凝土或素混凝土蓄水池。地基土为弱湿陷性黄土时，池底应进行翻夯处理，翻夯深度不小于50cm；如基土为中、强湿陷性黄土时，应加大翻夯深度，采取浸水预沉等措施处理。5．蓄水池内宜设置爬梯，池底应设排污管，封闭式水池应设清淤检修孔，开敞式水池应设护栏，护栏应有足够强度，高度不低于1.1m。（二）蓄水池结构特点1．开敞式圆形蓄水池开敞式蓄水池池体由池底和池墙两部分组成。它多是季节性蓄水池，不具备防冻、防蒸发功效。圆形池结构受力条件好，在相同蓄水量条件下所用建筑材料较省，投资较少。开敞式圆形浆砌石水池地基承载力按10t/m设计，池底板为C15混凝土，厚度10cm，池壁为M7.5浆砌石，其厚度根据荷载条件按标准设计或有关规范确定，表2列出开敞式圆形浆砌石水池主要尺寸、工程量及材料用量表，供参考。2．开敞式矩形蓄水池矩形蓄水池的池体组成、附属设施、墙体结构与圆形蓄水池基本相同，不同的只是根据地形条件将圆形变为矩形罢了。但矩形蓄水池的结构受力条件不如圆形池好，拐角处是薄弱环节，需采取防范加固措施。当蓄水量在60m以内时，其形状近似正方形布设，当蓄水池长宽比超过3时，在中间需布设隔墙，以防侧压力过大使边墙失去稳定性，这样将一池分二，在隔墙上部留水口，可有效地沉淀泥沙。图3-12为开敞式矩形蓄水池结构图，其池底为C19混凝土，厚20cm，立柱为C19钢筋混凝土，池壁为24cm厚砌砖，采用M10水泥砂浆抹面防渗，厚3cm，池体顶盖用混凝土空心板。3.封闭式圆形蓄水池\n封闭式蓄水池池体大部分设在地面以下，它增加了防冻保温功效，保温防冻层厚度设计要根据当地气候情况和最大冻土层深度确定，保证池水不发生结冰和冻胀破坏。封闭式蓄水池结构较复杂，投资加大，其池顶多采用薄壳型混凝土拱板或肋拱，以减轻荷载和节省投资。甘肃省封闭式圆柱形混凝土蓄水池池深径，厚10cm，混凝土表面抹一层水泥砂浆加强防渗。盖板为铁丝网预制混凝土，标号C1比取值范围为1.2～1.8，其蓄水池底部为反拱，池底铺三七灰土厚30cm，其上再浇筑混凝土厚10cm，池壁为现浇混凝土8。池颈为砌砖水泥砂浆抹面。其技术数据见下表。容积(m)直径(m)壁厚(cm)池深(m)挖方(m)填方(m)混凝土(m)水泥(T)砂(m)石子(m)水(m)152.5103.124.94.223.720.841.993.201.0202.5104.129.84.224.521.032.433.901.5253.0103.639.06.845.161.172.774.441.7303.0104.344.66.845.851.333.145.032.04．封闭式矩形蓄水池矩形蓄水池适应性强，可根地形、蓄水量要求采用不同的规格尺寸和结构形式，蓄水量变化幅度大。封闭式矩形蓄水池池底为M7.5水泥砂浆砌石，厚40cm，其上浇筑C19混凝土，厚15cm，池壁为混凝土，厚15cm，顶盖采用混凝土空心板，上铺炉渣保温层，厚1.0m，覆土层厚度30cm，并设有爬梯及有关附属设施。3.1.2居民污水蓄水池液位控制\n电极式水位控制器：SK3-2型全自动水位控制器，是一种电极式水位控制器。工作电源220V，二线式水位传感器，直接输出220V20A电源，控制单相水泵的自动上水或排水工作，产品样式新颖、安装简单、调整方便、工作可靠。接线说明：接线端子的上限接上限水位电极；下限接下限水位电极；信地接水位公共地线；也可以将上限和下限短接后接电极式水位传感器的红线；信地接电极式水位传感器的黑线；水泵直接接单相水泵；电源零接220V电源的零线；电源相接220V电源的相线。如图：3-1图3-1当居民污水蓄水池水位达到一定高度时，自动打开大型引流管的开关将污水引流至进水闸井。而当居民污水蓄水池的水位低于一定的自动关闭引流管的开关。3.2时间控制器控制电机运行\n3.2.1时间控制器是一种能够根据设定的时间来控制电路的接通或者断开，也就是控制电器的开关装置。不少时间控制器还具有可编程和循环功能。时间控制器的特点：1.开、关时间任意可调，控制误差<1s。2.已调好的开、关时间不受停电影响，自动记忆。3.每天可做十次开、关动作，开、关时间一周内可任意编程。4.可自动，也可手动控制，体积小巧，安装方便，设有自动保护装置。5.内消耗功率低。如图3-2所示：图3-2通过这个时间控制器来定制污水处理的周一至周五工作模式和周六至周日的节假日模式，在各个模式下然后制定每天不同时间段的工作模式，一次来达到节能减排的效果。设计最优控制方案，将每个阶段设置4种不同的组合，可以根据不同状况切换最佳模式状态，组合大致分为5种，从最简模式到复杂模式的转换，使氧化沟控制得到节能优化，对整个氧化沟监控系统优化设计有了很大的提高。\n状态A0:00～1:301．R1低速，R3低速，R5运行2．R1低速，R3低速，R5运行，R7运行3.R1低速，R3低速，R5运行，R6运行，R7运行4.R1低速，R3低速，R5运行，R6运行，R7运行，R12运行状态B1:30～3:001.R2运行，R7运行2.R2运行，R4运行，R5运行，R7运行3.R1运行，R2运行，R4运行，R5运行，R6运行，R7运行4.R1运行，R2运行，R3运行，R4运行，R5运行，R6运行，R7运行，R12运行状态C3:00～4:001.R5低速，R7低速2.R5低速，R7低速3.R5低速，R7低速4.R5低速，R7低速状态D4:00～5:301.R5运行,R8运行,R10低速2.R5运行，R6运行,R8运行,R10低速3.R5运行，R6运行，R7运行,R8运行,R10低速4.R5运行，R6运行，R7运行，R12运行,R8运行,R10低速状态E5:30～7:001.R7运行,R9运行2.R5运行，R7运行,R9运行,R11运行3.R5运行，R6运行，R7运行,R9运行,R10运行,R11运行4.R5运行，R6运行，R7运行，R12运行,R8运行,R9运行,R10运行,R11运行\n状态F7:00～8:001.R5低速，R7低速2.R5低速，R7低速3.R5低速，R7低速4.R5低速，R7低速3.3进水闸井3.3.1计算h/D=0.75，D=1400mm，得：h=1050mm；由已知资料：污水管进厂管底标高为383.50m；水面标高：384.55m。选用与格栅直通进水故根据后面格栅的计算数据知：B=1.4×2+0.4+0.3×2=3.8m，L取2.2m，深取6.70m。3.3.2闸井进水闸井的作用是汇集各种来睡以改变进水方向，保证进水稳定性。进水闸井钱设跨越管，跨越管的作用是当污水厂发生故障或维修时，可使污水直接排入水体。跨越管的管径比进水管略大，井底高程不得高于最低来水水管。水面不得淹没来水管管顶。3.4污泥排泥管3.4.1排泥器\n是一种利用液体射流原理排除沉降罐、除油罐、污水罐等水处理容器底部污泥的装置，由喷嘴、混合管、扩散管、引泥室、吸盘等组成。将排泥器安装在沉降罐底部，喷嘴与工作液管线相连，扩散管与排泥管相连。当工作液通过喷嘴时，产生高速射流，使引泥室内形成真空，罐底污泥从引泥室两侧下面的吸盘被吸入，与高速射流在混合管中混合，随扩散管排出，工作液不断地供给，罐底污泥被不断地吸入排出。3.4.2技术特点：1，排泥器在安装时，不用改变现有沉降罐内部结构，安装简单，操作方便，排泥效果好。2，所需压力低，采用原用冲泥管线和设备就能满足其动力要求，不需另加设备，所以投资费用少。3，由于排泥器的使用和安装，彻底解决了油田污泥的清理问题。3.4.3排泥管原理泥不是从排气管出的，而是从穿墙的那条排泥管排出的。其实就是利用压力差的原理，池的最高液位比出泥管的液面要高，那就有个压差，泥就会自动压进排泥管，排出池外。如图3-3所示图3-3\n3.5粗格栅3.5.1设计说明：栅条的断面主要根据过栅流速确定，过栅流速一般为0.6～1.0m/s，槽内流速0.5m/s左右。如果流速过大，不仅过栅水头损失增加，还可能将已截留在栅上的栅渣冲过格栅，如果流速过小，栅槽内将发生沉淀。此外，在选择格栅断面尺寸时，应注意设计过流能力只为格栅生产厂商提供的最大过流能力的80%，以留有余地。如图3-3所示图3-43.5.2具体计算\n\n3.6泵站3.6.1水泵的计算3.6.2水泵水泵是输送液体或使液体增压的机械。它将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体，使液体能量增加，主要用来输送液体包括水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液和液态金属等，也可输送液体、气体混合物以及含悬浮固体物的液体。水泵性能的技术参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等；根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量；叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。\n1、容积式泵：利用工作腔容积周期变化来输送液体。2、叶片泵：利用叶片和液体相互作用来输送液体。恒压供水技术：随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；其稳定安的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。根据反馈原理：要想维持一个物理量不变或基不变，就应该引这个物理量与恒值比较，形成闭环系统。要想保持水压的恒定，因此就必须引入水压反馈值与给定值比较，从而形成闭环系统。但被控制的系统特点是非线性、大惯性的系统，在压力波动较大时使用模糊控制，以加快响应速度；在压力范围较小时采用PID来保持静态精度。这通过PLC加智能仪表可实现该算法，同时对PLC的编程来实现泵的工频与变频之间的切换。实践证明，使用这种方法是可行的，而且造价也不高。\n3.7细格栅3.7.1计算3.7.2细格栅的特点格栅由一组平行的金属栅条制成，一般斜置于污水提升泵集水池之前的重力流来水主渠道上，用以阻挡截留污水中的呈悬浮或漂浮状态的大块固形物，如草木、塑料制品、纤维及其他生活垃圾，以防止阀门、管道、水泵、表曝机、吸泥管及其他后续处理设备堵塞或损坏。其基本结构示意如图3—5。\n图3-5污水过栅越缓慢，拦污效果越好，但因过栅缓慢造成栅前渠道或栅下积砂而使过水断面缩小时，又会使流速变大。因此过栅流速的具体值应根据污水中污物的组成、含砂量及栅条间距等情况而定。比如有的污水中大粒径砂粒较多，即使将渠道内的水流速度控制在O．4/s以上，仍会有泥砂在栅前渠道内沉积，而有的污水含砂粒径主要分布在0.1mm左右，在栅前渠道内水流速度为O．3/s左右时，也不会出现积砂现象。3.7.3格栅的主要工艺参数格栅的主要工艺参数有栅距、过栅流速和水头损失。(1)栅距即相邻两根栅条间的距离，栅距大于40mm的为粗格栅，栅距在20～40mm之间的为中格栅，栅距小于20mm的为细格栅。(2)过栅流速是指污水流过栅条和格栅渠道的速度。过栅流速不能太大，否则有可能将本应拦截下来的软性杂物冲过去，过栅流速太小，又可能使污水中粒径较大的砂粒在栅前渠道中沉积下来。\n(3)污水过栅水头损失指的是格栅前后的水位差，它与过栅流速有关。如果过栅水头损失增大，说明过栅流速增大，此时有可能是过栅水量增加，更有可能是格栅局部被堵死，需要及时清理。如果过栅水头损失减少，说明过栅流速降低，需要注意采取措施防止栅前渠道内积砂。3.8沉砂池3.8.1平流沉淀池的设计数据（1）最大流速为0.3m/s，最小流速为0.15m/s；（2）最大流量时停留时间不小于30s，一般采用30～60s；（3）有效水深应不大于1.2m，一般采用0.25～1m，每格宽度不宜小于0.6m；（4）进水头部应采取效能和整流措施；（5）池底坡度一般为0.01～0.02，当设置除砂设备时，可根据设备要求考虑池底形状。3.8.2具体计算设计两个沉砂池平行处理，Q=1/2Q(max)=285L/s。1.长度：取v=0.25m/s，t=30s，L=vt=0.25×30=7.5m2.水流断面：A=Q(max)/V=0.285/0.25=1.1.m²3.池总宽度，设n=2，b=0.8m，B=nb=20.8=1.6m，\n3.9曝气池3.9.1曝气池如图所示3-6：\n图3-6曝气池(aerationtank)通过废水和空气的充分接触(曝气)除去水中污染物的废水处理构筑物。有生物曝气池、化学曝气池和物理曝气池三种。生物曝气池\n用于活性污泥法生物处理系统中。活性污泥是一种主要由好氧微生物组成的泥粒状絮体，借助它来处理废水中可生化性有机污染物的废水处理方法，称为活性污泥法。活性污泥中的好氧微生物吸取水中的溶解氧来氧化分解有机物。氧的溶入是通过曝气设备而实现的。曝气系统有鼓风式、机械式和射流式，由此分为鼓风曝气池、机械曝气池和射流曝气池。(1)鼓风曝气池。池型呈廊道式，空气由鼓风机通过布置在池底或池侧的布气系统送入池内。废水和回流的活性污泥由池的一端流人，在空气泡的搅拌下充分接触，进行生化反应，并从池的末端流出。在后置的二次沉淀池中进行泥水分离，沉淀的活性污泥返回重新使用。布气装置有曝气头、穿孔管和扩散板等。由于废水在池中推流前进，故又称推流式曝气池。(2)机械曝气池。池型呈方形或圆形。在池中心安装旋转叶轮进行曝气。另有一种环状池，安装转刷进行曝气。当叶轮旋转或转刷转动时，将水面上的一部分水以小水滴的形式抛向空中，进行曝气溶氧。叶轮曝气池中的污泥混合液与进入的废水能很快完全混合，故又称完全混合式曝气池。常用的曝气叶轮有平板式、伞式和泵式三种类型。(3)射流曝气池。池型呈短矩形。池外安装射流器，当回流污泥高速通过射流器时，在喉管处造成负压，吸入空气，一起进入曝气池，与进入池内的废水进行生化反应。从曝气池排出的混合液在二次沉淀池中进行泥水分离，沉淀污泥回流使用。化学曝气池用空气中的氧氧化废水中污染物的废水处理构筑物。通常呈圆形或方形，池中装曝气器，使氧溶入水中。由于空气中氧的氧化能力不强，因而处理对象只限于易氧化的污染物，如S2-、Fe2+等。毒性较大的S2-经氧化后形成单质的固态硫，予以沉淀分离。Fe2+在碱性条件下可氧化形成Fe(OH)3沉淀。物理曝气池用以吹脱除去气态污染物的废水处理构筑物。通常呈圆形或方形。池中装有曝气器，当产生的微小气泡穿过水层上升时，废水中的有害溶解气体(如H2S、CO2等)因扩散作用穿过气液界面而进入气泡，最终被气泡带人大气。除溶解气体外，某些易挥发的有机污染物也可利用物理曝气法将其吹脱分离。3.9.2曝气池分类鼓风曝气：又称压缩空气曝气,主要由曝气风机及专用曝气器组成。采用这种方法的曝气池，多为长方形混凝土池，池内用隔墙分为几个单独进水的隔间，每一隔间又分成几条廊道。污水入池后顺次在廊道内流动，至另一端排出。空气是用空气压缩机通过管道输送到设在池底的空气扩散装置，成为气泡弥散逸出，在气液界面把氧气溶入水中。扩散装置有多孔管、固定螺旋曝气器、水射器和微孔扩散板等四种不同型式。如图3-7所示\n图3-7机械曝气：一般是利用装在曝气池内的机械叶轮转动，剧烈搅动池内废水，使空气中的氧溶入水中。叶轮装在池内废水表面进行曝气的，称为表面曝气。这种装置通过叶轮的提水作用,促使池内废水不断循环流动,不断更新气液接触面以增大吸氧量。叶轮旋转时在周缘形成水跃，可有效地裹入空气；叶片后侧产生负压，可吸入空气，所以充气效果较好。叶轮浸水深度和转速可以调节，以保证最佳效果。典型的机械曝气池有圆形表面加速曝气池、标准型加速曝气池、IO型加速曝气池和方形加速曝气池等。鼓风曝气和机械曝气两种方法有时也可联用，以提高充氧能力，这适用于有机物浓度较高的污水。如图3-8所示\n图3-83.9.3转刷曝气池又称凯森奈尔（Kessener）刷式曝气机，是在废水生物处理的氧化沟内设置转刷的曝气装置。在欧洲是非常流行的一种老式曝气装置。它由筒体组成，筒体周边带有伸入废水中钢毛。筒体贴近水面，水平安装。转筒由电机驱动，迅速旋转，使不断扬起的废水穿过曝气池，加速循环使用，并使空气进入水中。氧转移速率达1.2-2.4kgO2/（kWh）。曝气池内机器动力为转刷曝气机，属于水平轴曝气机，是氧化沟处理工艺的关键设备。转刷曝气机可起到曝气充氧、混合推流的双重作用，可以防止活性污泥沉淀，有利于微生物的生长。近年来在石油、化工、印染、制革、造纸、食品、农药、煤气、煤炭等行业的工业废水和城市生活污水的处理中广泛采用转刷曝气的氧化沟工艺，取得了良好的处理效果。\n3.10氧化沟3.10.1计算数据：设计污泥龄30d，使污泥更加稳定，以便之后的污泥处理效果更好。为提高系统抗负荷变化的能力，选择混合液污泥浓度MLSS为4000mg/L（2500～4500），f=MLVSS/MLSS=0.7（0.70～0.80），溶解氧浓度C=2.0mg/L。平行设计两组氧化沟，每组设计流量Q=35200m3/d×1.2/2=21120m3/d。3.10.2池体1.计算硝化菌的生长速率μn硝化所需最小污泥平均停留时间θcm，取最低温度15℃，氧的半数常数K取2.0mg/L，PH按7.2考虑。因此，满足硝化最小污泥停留时间θcm=1/μn=5.1d。选择安全系数来计算氧化沟设计污泥停留时间θcd=SFθcm=2.5×5.1=12.75的。由于考虑对污泥进行部分的稳定，实际设计泥龄θ=30d，对应的生长速率θn实际为θ实际=1/30=0.033/d2.计算去除有机物及硝化所需的氧化沟体积：除非特殊说明，以下均按按每组进行计算。污泥内源呼吸系数Kd取0.05d-1，污泥产率系数Y取0.5kgVSS/Kg去除BOD5。计算反硝化所要求增加的氧化沟的体积（每组）：如假设，反硝化条件时溶解氧的浓度DO=0.2mg/L，计算温度仍采用15℃，20℃反硝化速率rDN，取0.07NO3--N/（mgVSS·d）。\n3.根据MLVSS浓度和计算所得的反硝化速率，反硝化所要求增加的氧化沟的体积。由于合成的需要，产生的生物污泥中约有12%的氮，因此首先计算这部分的氮量。每日产生的生物污泥量为Y。4.确定氧化沟的工艺尺寸:设计有效水深4.1m,宽度7.0m,则所需沟的总长度为460m.超高取0.5m，总高为4.60m。5.每组沟需氧量的确定：速率常数K取0.22/d。6.如取水质修正系数85.0=α，95.0=β，压力修正系数1=ρ，温度为20℃、25℃时的饱和的饱和溶解氧浓度分别为：C20=9.17mg/L,C25=8.4mg/L标准状态需氧量：7.氧化沟草图如图3-8所示图3-8\n3.11氧化沟开关柜与控制柜设计指导3.11.1开关柜的设计氧化沟的设计需要3种电机，分别是堰门电机（8个）、转刷电机（18个）、淤泥泵电机（2个）。现对这三种电机分别进行介绍。堰门电机堰门电机的工作电流为1.65A，功率为0.55kW。进水3台，出水12台。堰门主要由电机、减速装置及堰门组合件等组成。电机经减速装置驱动堰门上部丝杆、通过丝杆的上下垂直位移，由铰链机牵引堰门改变与液面的角度，从而达到改变水位、控制流量的目的。\n本课题所应用的堰门电机是由断路器，接触器，热继电器组成。其中断路器选用QFMCB-CIRCUITBREAKERABBS273-K2接触器选用KMCONTACTORABBB9-3010热继电器选用FRTHERMALRELAYABBT25DU1.80转刷电机转刷电机工作电流为31A，功率为15kW（双速6台，单速6台）转刷曝气机由电动机、减速传动装置和转刷主体等主要部件组成。其重要作用是1）向处理污水中充氧。水在不断旋转的转刷叶片作用下，切向呈水滴飞溅状抛出水面与裹入空气强烈混合，完成空气中的氧向水中转移。（2）推动混合液以一定的流速在氧化沟中循环流动。转刷电机是由断路器，接触器，热继电器组成。其中断路器选用QFMCB-CIRCUITBREAKERABBS703GL100接触器选用KMCONTACTORCJ10-100ABBEH90-30-11热继电器选用FRTHERMALRELAYABBT80DU60-80A\n淤泥泵电机淤泥泵电机的工作电流为7.3A，功率为3Kw淤泥泵电机是由断路器，接触器，热继电器组成。\n氧化沟总体配电部分总配电为530A，有3种电机，分别为堰门电机（8个）、转刷电机（18个）、淤泥泵电机（2个）。堰门电机的工作电流为1.65A，功率为0.55kW；转刷电机工作电流为31A，功率为15kW；淤泥泵电机的工作电流为7.3A，功率为3kW。注意电路电压的使用，有380V，220V，24V。其中使用了断路器、热继电器来保护电路。\n电机的驱动电路图氧化沟控制电机顺序启动方图由于电机的启动电流是工作电流的6~7倍，假设10个转刷电机同时启动，则启动电流为310A*6=1860A，则要求总电流很大，远大于工作电流，造成浪费。通过电机的顺序启动可改进这个问题。电机的顺序启动主要是通过缓吸和缓放继电器线圈来实现的。\n电机的顺序启动图3.11.2控制柜设计思路和要点概述（1）氧化沟控制电路的顺序控制策略和方法时间控制严格按照时序，按顺序工作，每8个小时为一个周期，一天3个周期，任意时段可通过开关量的开与关控制。该时序的时间段由计算机程序控制。如图所示\n电机的时序控制图（2）氧化沟工艺选择控制策略和方法电机的选择是通过多位置开关按钮选择那个档，而每档的组合电机是按照不同工艺要求编程实现的。工艺要求的控制多级选择图（3）氧化沟电气控制的远控和近控的方法和策略电机的远近程控制电路：2个淤泥泵电机与转刷电机的远程近程控制图相同。它由小时计时器来控制时间，显示电路与堰门电机类似。\n转刷电机的远程近程控制图堰门电机有远程的多位置开关及手动具有动合触点且自动复位的按钮开关，该电路是220V电压的。堰门位置是通过接近开关的动断触点实现，电机的工作或故障状态有红绿灯监控，并将信号传给计算机，该电路是24V电压。堰门电机的远程近程控制图\n堰门时间序列控制图两个淤泥泵操作、暂停及自动选择由以下电路实现。淤泥泵选择控制图\n第四章节能减排LED太阳能灯4.1太阳能LED灯4.1.1近期，国家发改委等六部委联合出台了《半导体照明节能产业规划》，进一步明确阐述了“十二五”期间中国LED产业的发展目标、主要任务及扶持措施，并明确要促进LED照明节能产业值年均增长30%左右，2015年达到4500亿元，其中LED产业应用产品达到1800亿元。作为国家重点扶持，培育发展的战略性新兴产业——LED照明是新一代照明革命性技术的应用，具有节能、环保、高效等特点，尤其在传统能源、环境污染等因素制约的今天，LED照明产业无疑成为国家及社会所关注重点项目中的焦点。在太阳能的有效利用中，太阳能光伏照明系统是近几年发展最快，也是最具潜力的研究领域。太阳能是一种辐射能，利用太阳能光伏照明系统将太阳光直接转换成电能提供给LED照明器具，必须借助于能量转换与储存器才能实现。4.1.2太阳能LED照明系统太阳能LED系统主要由太阳能电池方阵，蓄电池，控制器，LED光源构成。第一部分是太阳能电池板，用来实现太阳能向电能的转变；第二部分是蓄电池，太阳能转变的电能存储在蓄电池中；第三部分是控制电路，用来控制太阳能电池与蓄电池充放电，蓄电池对负载供电以及系统安全保护控制；第四部分是LED灯具。具体顺序如下图4-1所示\n太阳能电池控制器LED灯蓄电池图4-14.1.3主要部件使用寿命主要部件太阳能电池组件控制器蓄电池照明光源参考寿命25年10年3~5年超高亮LED150000h因此对独立太阳能LED照明系统，提高能量利用率，研究科学的系统能量控制策略，可以降低独立太阳能LED照明系统的投资费用。太阳能LED照明系统与普通照明系统的对比的显著特点：（1）LED发光效率高，亮度大。（2）LED寿命长，产品质量可靠。（3）太阳能LED路灯采用新型全自动太阳能照明控制器，具有光控，时控，发光亮度可调的功能。（4）太阳能LED灯配用专用控制器。\n（1）LED是低电压工作产品，不需要将电压逆变成AC220V就能直接使用。（2）LED作为点光源，很大程度解决了二次配光及光损耗问题。（3）色温可选，在不同场合应用中，可提高效率，降低成本的一个重要途径。（4）LED发光具有单向性，可以制成不同形状器件。（5）施工快捷，方便。（6）维护成本低。4.2太阳能电池4.2.1太阳能电池由来科学家对光伏发电的研究已经有了两个世纪的历史。1839年，法国人第一次在化学电池中观察到了光伏效应。1876年，在固态Se中观察到光伏效应，随后开发出Se/Cuo光电池。1954年贝尔实验室开发出6%的单晶硅光电池，现代硅太阳能电池时代从此打开。1958年硅太阳能电池在航天器上得到应用，随后几年，硅太阳能电池得到广泛应用。进入第二时期制作工艺的技术提高使得太阳能电池转换效率得到有效提高。在技术上稍有突破后，被美国、日本、德国等发达国家率先尝试运用在高科技领域。随着太阳能光伏技术的发展和进步，在民用方面首先应用在照明灯具上。近几年来，太阳能灯具产品由于环保节能的双重优势，太阳能庭院灯、太阳能草坪灯和太阳能装饰灯等应用逐渐形成规模。在新能源中，公认技术含量最高、最有发展前途的是太阳能发电。太阳能发电主要有太阳能热发电和太阳能光发电两种基本方式。4.2.2太阳能发电方式如图4-2所示太阳能发电的分类\n太阳能热发电（将吸收的太阳辐射热能转换成电能）一类：太阳能热电直接转换，如温差发电等二类：太阳能热动力发电，是将太阳热能通过热机带动发电机发电，主要基本构成包括集热装置、储能系统、热机和发电机等。太阳能光发电（直接将太阳的光能转换成电能的利用方式）主要分为分为光伏发电、光感应发电、光化学发电和光生物发电。目前主要应用为光伏发电，是将照射到太阳能电池上的光，产生光伏效应直接转换成直流电能输出主要基本构成包括太阳能电池方阵及支架、蓄电池、控制器、逆变器。光伏发电主要有三大方面：1.无电场合提供电源。2.太阳能电子产品。（例如各类太阳能充电器、太阳能灯具等）3.并网发电。图4-2太阳能电池是一种利用光伏原理将太阳光转化成电压的器件，这种光电转换称光伏效应。太阳能电池是由两种不同参杂的材料压制而成，分别形成了PN结，在特点波长太阳光的照射下N型和P型之间形成一定的电势差，这个电势差决定了电池的最大供电电压。所有的物质均有原子组成，半导体材料在正常状态下，原子核和电子紧密结合，但是在某种外界因素的刺激下，原子核和电子的结合力降低，电子摆脱原子核的束缚，成为自由电子，太阳能电池是由P型半导体和N型半导体结合而成。\n其工作原理是：N型半导体中含有较多空穴，而P型半导体中含有较多电子，当晶片在受光过程中，带正电的空穴往P型区移动，带负电子的电子往N型区移动，再接上连线和负载后，就形成电流。原理图如下图4-3所示4-3太阳能电池发电原理图太阳能电池有两层半导体：一层为正极；另一层为负极。当N型和P型两种不同型号的半导体材料接触后，由于扩散和漂移作用，在界面处形成由P型指向N型的内建电场。当光照在太阳能电池的表面后，能量大于禁带宽度的光子便激发出电子和空穴对，这些非平衡的少数载流子在内电场的作用下分离开，在电池的上下两集累计，这样电池便可以给外接负载提供电流。常规太阳能电池简单装置如上图所示。4.2.3太阳能电池性能太阳能电池的基本特性有太阳能电池的极性、太阳电池的性能参数、太阳能电环保电池的伏安特性三个基本特性。太阳能电池的基本特性如下图4-4所示太阳能电池的极性硅太阳能电池的一般制成P+/N型结构或N+/P型结构，P+和N+，表示太阳能电池正面光照层半导体材料的导电类型;N和P，表示太阳能电池背面衬底半导体材料的导电类型。太阳能电池的电性能与制造电池所用半导体材料的特性有关。太阳电池的性能参数\n太阳电池的性能参数由开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子、转换效率等组成。这些参数是衡量太阳能电池性能好坏的标志。太阳能电池的伏安特性P-N结太阳能电池包含一个形成于表面的浅P-N结、一个条状及指状的正面欧姆接触、一个涵盖整个背部表面的背面欧姆接触以及一层在正面的抗反射层。当电池暴露于太阳光谱时，能量小于禁带宽度Eg的光子对电池输出并无贡献。能量大于禁带宽度Eg的光子才会对电池输出贡献能量Eg，大于Eg的能量则会以热的形式消耗掉。因此，在太阳能电池的设计和制造过程中，必须考虑这部分热量对电池稳定性、寿命等的影响。图4-4太阳能电池分类如下图4-5所示类型单晶硅多晶硅非晶硅图例转换效率12%~17%10%~15%6%~8%使用寿命15-20年15-20年5~10年平均价格昂贵较贵较便宜稳定性好好差（会衰减）颜色黑色深蓝棕色主要优点\n转换率高，工作稳定，体积小工作稳定，成本低，使用广泛价格低，弱光性好，多数用于计算器，电子表主要缺点成本高转换效率较低转换率最低，会衰减图4-54.3蓄电池控制器4.3.1在独立方式太阳能光伏照明系统中，控制器系统对蓄电池的充，放电条件加以限定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个系统的核心控制部分。控制器是指按照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置。由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。控制器接线图如图4-6所示图4-64.3.2控制电路是系统工作的核心，它主要有如下功能：1.\n控制系统的充放电，充电时，太阳能电池对蓄电池充电；放电时，蓄电池的电能对负载供电。当然蓄电池的电压远不能满足负载工作的要求，控制电路会对蓄电池的输出电压进行升压处理。1.定时工作，可以自动设定系统的工作时间，当蓄电池店里不足，或输出电压过低时，自动切断负载并控制太阳能电池对蓄电池充电。2.保护功能，控制电路可以实现对系统的保护，当系统出现故障时，例如负载短路，开路，电池反接，过量充电等情况时自动切断线路。光照时间长的时候控制充电程度，电池充满立即停止，这样保护蓄电池不会损坏，延长寿命。控制器的选择：1.应该选择功耗较低的控制器，控制器24小时不间断工作，如其自身功耗较大，则会消耗部分电能,最好选择功耗在1毫安以下的控制器。2.要选择充电效率高的控制器，具有MCT充电模式的控制器能自动追踪电池板的最大电流，尤其在冬季或光照不足的时期，MCT充电模式比其他高出20%左右的效率。3.应选择具有两路调节功率的控制器，具有功率调节的控制器已被广泛推广，在夜间行人稀少时段可以自动关闭一路或两路照明，节约用电，还可以针对LED灯进行功率调节。除选择以上节电功能外，还应该注重控制器对蓄电池等组件的保护功能，像具有涓流充电模式的控制器就可以很好的保护蓄电池，增加蓄电池的寿命，另外设置控制器欠压保护值时，尽量把欠压保护值调在≥11.1V，防止蓄电池过放。4.4蓄电池4.4.1蓄电池结构\n蓄电池是光伏LED照明系统的重要组成部分。电池是一种化学电源，是在氧化还原的电化学过程中将化学能转换为电能。而电池又可分为一次电池和二次电池。一次电池是一次性应用的电池，二次电池是多次反复使用的电池，因此这里的二次实际上是多次的意思。也可称为可充电电池或蓄电池。蓄电池结构图如下图4-7所示图4-74.4.2蓄电池工作原理化学电源主要由正极，负极和电解液组成。蓄电池工作时，正极和负极发生的反映均为可逆反应，当蓄电池充电时，电能转变为化学能储存在蓄电池中，同时伴随放任过程。蓄电池放电时，化学能转变为电能实现向负荷供电，伴随吸热过程。在光伏发电系统中，蓄电池对系统产生的电能起着储存和调节作用。由于光伏系统的功率输出每天都在变化，在日照不足发电很少或需要维修光伏系统时。蓄电池也能够提供相对稳定的电能。充放电原理如下图4-8所示放电蓄电池对外电路输出电能时叫做放电。蓄电池连接外部电路放电时，硫酸会与正、负极板上的活性物质产生反应，生成化合物“硫酸铅”，放电时间越长，硫酸浓度越稀薄，电池里的“液体”越少，电池两端的电压就越低。\n化学反应过程如下：（正极）（电解液）（负极）（正极）（电解液）（负极）PbO2+2H2SO4+Pb→PbSO4+2H2O+PbSO4（放电反应）(过氧化铅)（硫酸）（海绵状铅）充电蓄电池从其他直流电源获得电能叫做充电。充电时，在正、负极板上的硫酸铅会被分解还原成硫酸、铅和氧化铅，同时在负极板上产生氢气，正极板产生氧气。电解液中酸的浓度逐渐增加，电池两端的电压上升。当正、负极板上的硫酸铅都被还原成原来的活性物质时，充电就结束了。在充电时，在正、负极板上生成的氧和氢会在电池内部“氧合”成水回到电解液中。化学反应过程如下：（正极）（电解液）（负极）（正极）（电解液）（负极）PbSO4+2H2O+PbSO4→PbO2+2H2SO4+Pb（充电反应）(硫酸铅)（水）（硫酸铅）图4-8在光伏发电系统中，蓄电池处于浮充放电状态，夏天日照量大，方阵给蓄电池充电；冬天日照量小，这部分储存的电能逐步放出。在这种季节性循环的基础上还要加上小得多的日循环：白天方阵给蓄电池充电，晚上负载用电则全部由蓄电池供给。因此要求蓄电池的自放电要小，耐过充放，而且充放电效率要高，当然还要考虑价格低廉，使用方便等因素。选择合适的蓄电池十分重要。现在采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池,胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。根据太阳能光伏系统对蓄电池的基本要求，选用铅酸蓄电池是最佳选择。\n4.5逆变器4.5.1逆变器实质是把将交流电能变换成直流电能的过程称为整流，把完成整流功能的电路称为整流电路，把实现整流过程的装置称为整流设备或整流器。与之相对应，把将直流电能变换成交流电能的过程称为逆变，把完成逆变功能的电路称为逆变电路，把实现逆变过程的装置称为逆变设备或逆变器。其工作原理：逆变装置的核心，是逆变开关电路，简称为逆变电路。该电路通过电力电子开关的导通与关断，来完成逆变的功能。电路连接图如下图4-9所示图4-94.5.2逆变器分类按隔离方式光伏逆变器可分为：独立光伏系统逆变器和并网光伏系统逆变器。逆变器分类如下图4-10所示独立逆变器包括边远地区的村庄供电系统，太阳能户用电源系统，通信信号电源，阴极保护，太阳能路灯等带有蓄电池的独立发电系统。\n独立光伏系统逆变器并网光伏系统逆变器并网发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。通过光伏组件将接收来的太阳辐射能量经过高频直流转换后变成高压直流电，经过逆变器逆变后转换后向电网输出与电网电压同频、同相的正弦交流电流。图4-104.6LED灯4.6.1为了追求更高效节能，绿色环保，美观功能强大的新光源一直是人们索要探索的目标。发光二极管发明于1962年，由美国通用电气公司用气相外延制成的化合物半导体材料，随后在其他公司的改进基础上，它成为了照明市场上的主导产品。当今社会，LED照明正在进行一场新的技术革命，光源效率有望达到200lm/W，我过的半导体照明工程至今也取得了很好的进展，并且不断向新领域迈进。Led全称是lightemitting\ndiode，是一种会发光的半导体组件，具有二极管的电子特性。具备半导体二极整流管的特性，在外加偏压下，会发出具有某种波长的光。LED主要由PN结芯片，电极和光学系统组成。当在电极上加上正向偏压之后，使电子和空穴分别注入P区和N区，当非平衡少数载流子与多数载流子复合时，就会以辐射光子的形式将多余的能量转化为光能。LED的基本结构是LED芯片被固定在导电，导热的带两根导线的金属导线分别是正负两极，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线作用。发光二极管如下图4-11所示图4-11其发光分为3部分，正向偏压下的载流子注入，复合辐射和光能传输。当电子经过芯片时，带负电的电子移动到带正点的空穴区域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量越大，产生的光子能量越高，光子的能量也与光的颜色对应，在可见光的频谱范围内，蓝色光，紫色光携带的能量最多，橘色光，红色光携带的能量最少。LED是由III—V族化合物半导体,如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）、GaN、AIN等制成的。具有一般PN结的IU特性，正向导通，反向截止，击穿特性，发光特性。\nPN结根据其端电压构成一定的势垒，当加正向偏置时势垒下降，P区和N区的多数载流子向对方扩散。由于电子迁移率比空穴迁移率大得多，因此大虽电子向P区扩散，构成对P区少数载流子的注入。这些电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量以光能的形式释放。PN结对电子和空穴具有不同高度的势垒，这两个势垒均很小，但空穴的势垒比电子的势垒小得多，而且空穴不断从P区向N区扩散，得到高的注入速率，N区的电子注入P区的速率却较小。这样N区的电子就跃迁到价带与注入的空穴复合，而发射出由N型半导体能隙所决定的辐射。由于P区取得的能隙大，光辐射无法发射到导带，因此不发生光的吸收，从而可直接透射到LED外，减少了光能的损失。假设发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，再与空穴复合发光。除了这种发光复合外，还有些电子被非发光中心（这个中心位于导带、介带中间附近）捕获，而后再与空穴复合，每次释放的能量不大，不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大，光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的，所以光仅在靠近PN结面数微米以内产生。理论和实践证明，发光的波长或频率取决于选用的半导体材料的能隙Eg(eV)。4.6.2LED的伏安特性LED的伏安特性如图所示，与普通半导体二极管的伏安特性大致相同。可以认为电流与电压的N次方成正比。当电压很小时，电流数值很小。随着正向电压增加到PN结内部电压差时，正点电流加大。在驱动电源电压下，串联电阻的大小决定了LED工作电流大小。LED是一种电流控制器件。利用半导体三极管在较大电流范围内其基极-发射极电压Vbe近似于常数，可以组成成本较低的简易驱动LED电源。伏安特性如下图4-12所示\n图4-124.6.3LED灯与白炽灯参数LED白炽灯色温（K）3000~100002500~3000光效（lm/W）1515反应速度（us）0.1100000冲击电流010倍额定电流耐压击性很强易断裂寿命>20000<10004.7三沟式氧化沟的现场LED灯4.7.1三沟式氧化沟的现场路灯照明设计分析工程现场对LED照明系统的设计要求：1.工程对照明情况的要求，2.工程对照明时间的要求，3.工程地的太阳辐射情况，4.允许的连续阴雨天数。\n容量配置：1.负载耗电量的计算，2.太阳电池方阵的功率计算和安装最佳倾角的计算，3.蓄电池容量的计算。我国太阳能资源分部资料查找：地区分类日照时数MJ/㎡年辐射总量MJ/㎡包括的主要地区备注一类3200-33006680-8400宁夏北部、甘肃北部、新疆东部、青海西部和西藏西部等地。最丰富的地区二类3000-32005852-6680河北西北部、山西北部、内蒙古南部、宁夏南部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部和新疆南部等地。较丰富地区三类2200-30005016-5952主要包括山东、河南、河北东南部、山西南部、新疆北部、吉林、辽宁、云南、陕西北部、甘肃东南部、广东南部、福建南部、苏北、皖北、台湾西南部等地。较丰富地区四类1400-20004180-5016湖南、湖北、广西、江西、浙江、福建北部、广东北部、陕西南部、江苏北部、安徽南部以及黑龙江、台湾东北部等地。中等地区\n五类1000-14003344-4180主要包括四川、贵州两省较差地区根据上表所述，上海处于第三类地区氧化沟现场图如下图4-13所示图4-13设计一个太阳能LED路灯系统，太阳能路灯光源功率为30W，要求路灯每天工作8h，保证连续7个阴雨天能正常工作。上海地处东经120°51′～122°12′,北纬30°40′～31°53′，年平均水平日太阳能辐射量为3.82KWH/m2，年平均月气温为18°，两个连续阴雨天间隔时长20天。根据以上资料，计算出太阳能电池倾斜角36°，标准峰值日照时数约3.9h。1计算负载24h消耗容量Pah=Wh/V=30x8/12=20AH2太阳能电池组件的充电电流I1=Pahx1.05/T/0.85/0.9=7A（注：0.9:蓄电池的充电效率。1.05:20年内太阳电池衰降，方阵组合损失，尘埃遮挡等综合系数。0.9：控制器效率。）\n3蓄电池容量的确定Bc=Q1x（N1+1）/（0.75x1.1）=236AH（注：0.75蓄电池放电深度。1.1蓄电池安全系数）选用4节12V/64AH的蓄电池4阴雨天后需要恢复电池容量的太阳能电池充电电流I2=Bcx0.75/T/Nw=240x0.75/3.9/20=2.4A5太阳能电池功率（I1+I2）x18=（1.9+7）x18=160W=80wp安装灯具的照度和亮度均度应符合《城市道路照明标准规定》4.7.2三沟式氧化沟的现场的路灯布置及线路设计太阳能路灯是利用太阳能电池板，白天接收太阳辐射能并转化为电能经过充放电控制器储存在蓄电池中，夜晚当照度逐渐降低，充放电控制器侦测到这一值后动作，蓄电池对灯头放电。蓄电池放电10小时后，充放电控制器动作，蓄电池放电结束。充放电控制器的主要作用是控制路灯打开和关闭，同时保护蓄电池，延长蓄电池使用寿命。设计图如下图4-14所示名称设计图纸设计说明\n布置图图为氧化沟现场太阳能路灯的布置图该路灯正常工作在光线较暗时或夜间作业的范路灯上放置的太阳能板吸收能量并且储存到蓄电池中，晚间，通过控制器照明。详见电施-08结构图图为氧化沟现场太阳能路灯结构图详见电施-094.7.3三沟式氧化沟的现场太阳能路灯的产品选用所选的太阳能路灯将应用在氧化沟的走道上，氧化沟夜间作业是很严谨的工作，需要充足的光线，并且确保路灯能正常使用，若发生连续阴雨天气不能供给阳光，装有配电箱作紧急处理。为了保证足够的电量，选用两个太阳板的两臂灯。产品展示如下图4-15所示：\n实物图片名称型号规格备注数量30WLED太阳能路灯30WLED光源灯杆规格:灯高4米，灯杆壁厚3mm，上口直径60mm，下口直径140mm，灯杆整体热镀锌静电喷塑，灯杆白色。灯壳规格：铝压铸灯壳，钢化透明玻璃，灯体，长660mm，宽296mm44（有两个氧化沟）单晶硅太阳能板40W太阳能单晶硅电池板蓄电池12V65AH胶体免维护蓄电池控制器XY-N10S额定电压：DC12V防水等级IP67过充过放保护\n最大充电电流：10A其他配件灯杆及支架图4-154.7.4太阳能灯具的安装注意事项：1.太阳能路灯以太阳辐射为能源，照射在光电池组件上的阳光是否充裕直接影响灯具的照明效果，因此在选择灯具的安装位置时，电池组件在任何时间段都能够照射到阳光，且无树叶等遮挡物。2.穿线时一定要注意导线勿夹在灯杆的连接处。导线的连接处应该连接牢固，且用PVC胶带缠绕。第五章远程控制与模拟屏监控5.1模拟屏的设计与使用5.1.1.组态软件产生的背景　　“组态”的概念是伴随着集散型控制系统（DistributedControl\nSystem简称DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术的不断发展和应用过程中，PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在：PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已臻成熟；由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本；PC的软件资源和硬件资丰富，软件之间的互操作性强；基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。　　组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。对应于原有的HMI（人机接口软件，HumanMachineInterface）的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。　　iFIX是IntellutionDynamics自动化软件家族中的HMI/SCADA组件，是基于WindowsNT的对生产过程监视和控制的自动化解决方案。IFIX将关键信息传送给管理者和经理们的手边，使他们能更快更有效地做出决断，并为企业带来更佳的收益。ifix是全球最领先的hmi/scada自动化监控组态软件，已有超过300，000套以上的软件在全球运行。世界上许多最成功的制造商都依靠gefanuc的ifix软件来全面监控和分布管理全厂范围的生产数据。在包括冶金、电力、石油化工、制药、生物技术、包装、食品饮料、石油天然气等各种工业应用当中，ifix独树一帜地集强大功能、安全性、通用性和易用性于一身，使之成为任何生产环境下全面的hmi/scada解决方案。\n利用ifix各种领先的专利技术，可以帮助企业制定出更快、更有效的商业及生产决策，以使企业具有更强的竞争力。从某一工作站监控全厂生产过程的同时，又能采集和共享整个企业的实时商务信息，这一能力已成为当今生产制造条件下的巨大竞争优势。在探索优化产品质量、提高生产力和降低成本过程中，制造业找到了它的核心—生产车间。全球取得巨大成功的公司都求助于企业智能化的核心——来自gefanuc的ifix。没有哪种软件能象ifix那样融合了高效、安全、多功能与易用性。无论它作为单节点hmi/scada应用还是结合gefanuc的ihistoriantm作为一个综合智能化解决方案的基础，ifix都能帮您将数据转化为信息，将信息转化为显著改善的性能。ifix系统结构的优点详细说明系统目录树\n使用树状管理结构，方便了用户操作管理文档和各种图形对象。在系统目录树内可快速调用ifix各种功能或其他第三方应用。另外，目录树中的目录项还可以完全用户化，包括添加和删除。工具栏开发ifix工具栏内包含了各种图形工具、功能专家和动态对象工具。为方便用户开发画面，用户可以根据需要放置常用工具按钮及调整工具栏大小。图形工具和对象工具按钮中还提供了图形工具一栏，包括：矩形、圆角矩形、圆、椭圆、圆弧、多边形、扇形、直线、折线等图形对象。除此之外还有数据连接、按钮、图表、报警汇总、位图、事件等多种功能对象工具栏。向导和专家使用内置向导和专家，用户不需要进行任何编程，就可自动完成多种复杂功能，包括：前景颜色变化、填充、旋转、位置移动、大小缩放、可见不可见操作、画面打开、关闭、替换操作、改变数据输入方式等，专家工具栏还可以由用户自定义扩充。这些专家能自动生成vba代码，避免了用户的编程工作。对象／图符图符是可重复使用的动态对象或一组图形对象。用户可以象操作图形对象一样操作图符。例如可以在系统树各画面间拖拽图符，可进入其内部编辑图符，可根据需要排列它们在画面中的位置。对象组对象组可以方便地组织和重复使用图形对象，它可以象单一对象一样方便地实现移动、缩放或者复制操作，加快画面开发。\n编辑对象组使用ifix，用户可以深入对象组内部，编辑图形元素，而不必把整个对象组解组。更重要的是：这一操作不影响对象组原有的脚本和动态属性。图形拖拽ifix内简单的拖拽动作就可以把图形在工作台内或应用程序间复制或移动。系统对比图与应用在简单网络结构中的hmi/scada软件不同，ifix的分布式客户机／服务器结构可使您轻易地添加某个新的server到网络中来扩展现行系统。添加和更改数据库标签时，只需在数据源进行更改，系统就会自动地更新整个系统。每一节点上的所有数据对整个网络上的用户都是可用的。在系统中添加客户和服务器简单明了，无需更改系统中其他节点的设置。全面支持activex控件intellution工作台是一对象容器，可方便、简单地集成任何第三方activex控件，如：在工作台中直接插入msword和excel文档，其相应的菜单、工具条在工作台中能自动显示，如同在msword和excel中工作一样功能键编辑器自定义用户功能键，在intellution工作台运行模式下，通过键盘按键激活一段vba程序代码，执行相应动作序列。功能键既可以全局有效，也可与某个画面或画面中的某一对象相关联。功能键编辑器提供一种简捷的方法定义及修改功能键。\n在线组态ifix最大限度地发挥在线组态功能。对过程数据库、图形及其它应用程序进行在线修改、增加时，无需关闭或重新启动ifix，并不影响正常生产过程。历史数据ifix自动采集、存储、显示历史数据，分析过程趋势，为官方的查询提供相应的文档依据，此外还能监视产品特性变化，分析设备性能，节省大量时间和资金。灵活的报表icore和即插即解决结构为用户提供多种报表生成方案。例如，可以通过标准的sql或odbc连接，向关系数据库导出ifix数据，生成报表。另外，crystalreport的运行动态连接库(dll)已经包含在了ifix内。先进的报警管理ifix方便、灵活、可靠、易于扩展的报警系统可报告系统活动及系统潜在的问题，保障系统安全运行。ifix分布式报警管理提供多种报警管理功能，包括：无限的报警区管理、基于事件的报警、报警优先级、报警过滤功能，以及通过拨号网络的远程报警管理。另外ifix还可以自动记录操作员操作信息，并作为非关键性报警信息发送，而无需确认。ifix实时显示ifix图表对象可以显示来自文件或数据库的实时数据、历史数据和文档数据及实验数据。用户可以选择在组态或运行环境中更改属性、颜色及翻卷方向。备份和恢复\nifix的备份和恢复专家方便了用户管理工程文件，通过使用专家，用户可以指定文件备份并压缩，之后恢复到需要的ifix节点安全管理ifix提供系统安全级管理，增强windowsnt系统的安全性。在ifix内，应用程序的调用，操作画面显示，事件调度，配方管理，都可以赋予权限管理。除此之外还能限制某些关键程序的访问，如：过程数据库的重装及过程数据库的写入操作强大的冗余功能ifix提供了强大而灵活的多重冗余功能，保证系统的不间断监控，包括备份scada服务器、lan冗余以及利用网络状态服务器和ifix诊断显示程序监视、控制网络运行状态。此外，在主服务器和备用服务器同时启动、运行时，ifix实现报警同步，避免对同一报警的重复响应。因为ifix软件的正式版本难以获得，而它的演示版却有两个小时的运行时限。故在本次设计中不得已放弃使用组态软件，因此需要另选开发环境来编制上位机图形化的监控软件，以实现自动化多层监控系统。模拟屏安排两部分内容，第一部分内容包括污水总管、支管、污水处理厂、十四座污水泵站等体现本工程内容的地理位置，LED显示各泵站的水位和流量及泵站有功功率。各泵站与闸门的状态显示，均安地理位置表示。显示时钟和天气预报信息。第二部分是泵站电气系统图。\n5.2模拟屏的运行1.污水总管采用红色动态流动光带显示，每两个泵站间为一段，应急出口管道和排海管道采用虚线动态流动光带显示，支管采用次红色点化线表示，河道用浅蓝色表示。2.各泵站闸门的启闭状态用带有闸门符号的条形灯来指示。3.各泵站的泵组运行情况，以信号灯的颜色来区别，分别对应：正常运行：绿色灯亮停止（待修）：红色灯亮报警：闪红色光维修：橙色灯亮4.各泵站的水位、流量和功率的数值用四位数字和单位来表示。5.屏面上的字体：采用宋体刻字，绛红色，也可应业主要求采用其他字体。6.模拟屏结构：1.模拟屏尺寸：7列，2.8M高。2.模拟屏的材料采用25*25平方毫米，进口阻燃塑料。马赛克块，镶嵌在钢架上，80CM为一列，每列后面有一对开的门。3.屏面颜色：浅灰色。5.3开发环境的选择考虑目前计算机软件应用的实际情况，活性污泥系统模拟软件是在WindowsXP操作系统下用MicrosoftVisualBasic语言开发的，开发环境的选择有以下原因:数值模拟主要进行科学计算，可借助各种计算机语言来完成，如BASIC,C+,PASCAL,MATHLAB,\nVB等，计算结果以图表形式输出。考虑当前模拟软件的发展方向及活性污泥系统模型的特点，本软件采用VisualBasic6.0语言编制。VB6.0提供了一个可视化的界面设计环境，编程者可以用鼠标将控件板上的各种界面元案(如按钮、标签、文字输入框等)画在窗口上;菜单可以采用菜单编辑器来完成。VB6.0己经引入了很多有益的面向对象语言的优点，编程者在开发程序时，能够享受面向对象的优越性，只须通过简单的属性设置和方法调越，就能充分利用各种对象，如打印机、拉钮、电子表格等来完成所需的功能。VB6.0不但继承了Basic语言语法简单易学、计算功能强大的特点，而且还融入了许多类似于Pascal的结构化语言思想，使程序更有组织性和可读性。另外在VB6.0中，提供了大量的过程A数，从字符串到文字处理、从图形显示到语音、动画，使编程者在创造出集图、文、声、像于一体的信息系统时，感到非常方便快捷。而且在程序设计过程中，编程者可以直接引用WMOWS的内部函数来实现类似于WNDOWS操作系统的某些功能。VB6.0具有强大的数据库访问功能，编程者OT以直接利用一些控件来建立数据库应用程序，并且实现与MicrosoftAccess数据库的直接连接，同样只要通过少量的语句就可以实现与MicrosoftFoxPro等多种实用的数据库连接起来。VB6_0支持SQL语言的查询，能方便的建立复杂的数据库应用程序。VB6.0还支持开放式数据链接，这样可以访问各种大型的数据库，如Oracle,SQL，Server,Sybase等。在VB6.0中提供了很多向导，帮助编程者完成复杂的程序编写。在程序完成后VB6.0提供向导对程序进行打包，定制软件的安装程序，从而实现软件的自由发布。\n专业软件的编写，其最大特点就是能够实现对建立在某专业知识基础上的模型的解析，软件需包括模型的模拟过程、设计流程、计算求解等内容。软件结构主要分为三部分:界面、核心计算和数据处理。本软件采用VB6.0编写。VB6.0提供了各种控件，允许用户自由组织WINDOWS风格的界面来实现数据的输入和输出以及图形图像处理，不同界面之间的数据通过代码连结。5.4设计5.4.1设计思路本程序的主要作用是用于形象直观的模拟三沟式氧化沟污水处理的工艺流程。主要以手动和自动两个方面为思路设计程序。手动主要是应用按钮来控制各个电机的工作状态和时间，同时在模拟屏上通过电机不同颜色的转变直观的表现出来。自动是由八个状态的定时转换，从而使堰门和转刷按八个不同状态分别运行，且每个状态有一定的工作时间。状态A--0：00～1：30状态B--1：30～3：00状态C--3：00～3：45状态D--3：45～4：00状态E--4：00～5：30状态F--5：30～7：00状态G--7：00～7：45状态H--7：45～8：00界面介绍：主要由状态控制按钮，模式选择开关，电机按钮和流程面板组成。状态控制按钮：包括总开关，复位开关，结束开关。用于整个流程的总体状态控制。模式选择开关：包括模拟，监控，手动，自动模式的选择。\n电机按钮：包括输入堰门，输出堰门，污泥泵，转刷，低速按钮，用于手动控制工艺流程。流程面板：在程序运行中，用户确定的流程将形象的显示在流程面板上。程序说明：本程序由以下几个部分组成：1开始和结束程序段2监控和模拟程序段3手动和自动状态程序段，其中自动程序段是以脱氮除磷模式（8个阶段）为基础编写的。4复位停止程序段512个转刷工作状态程序段与高速与低速切换程序段6输入输出堰门程序段7淤泥泵运行程序段8运行闪烁显示程序段：红色代表转刷运行，绿色代表转刷停止。黄色代表堰门开启。\n5.4.2动态界面设计1.动态模拟参数通过动态模拟可以预测实际污水处理厂在水量波动或水质变化时的出水水质变化，依据模拟结果，从而达到对污水处理厂的动态实时优化管理。动态模拟的动力学、化学计量学等参数与稳态模拟相同。且将稳态模拟的结果作为动态基准值。流量、水质等动态参数可方便地直接输入动态参数表格中。2动态模拟过程根据入水参数的变化，程序将依次计算出在参数变化之后各个反应器中的参数以及出水水质。动态模拟之前，程序将稳态结果值赋给各反应器中的相关参数，并将其作为动态模拟的初始状态，运行的时间为每两次记录流量或水质之间的间隔。本次动态模拟的结果将用作下一次动态模拟的初值。为保证动态运行的连续性，同时记录污水处理厂每一次进水流量和水质变化。3.动态模拟结果每一个动态的进水流量(及水质)对应于一个动态的出水流量(及水质)，流量的周期性变化对应出水水质进行周期性变化。从变化曲线中，可清晰地看到进水流量和水质的变化所引起出水水质的变化程度。根据动态模拟结果，可对污水处理系统进行实时的调整和动态管理。\n\n第六章泵站电气、仪表设计6.1概况根据有关设计规程及当地电业习惯做法，蹦工程各污水泵站供电负荷均为二级负荷，双电源供电，一用一备，进线电源均拟为架空市网就近T接，经短段电缆入户，电源备用量为100%。无功功率补偿：均为低压母线侧设集中补偿，补偿后各泵站功率均达0.9以上。6.2电气系统、启动方式、继电保护、配电布置形式及设备选型6.2.1电气系统海盐1泵站两路380V架空电源经短段电缆引入泵站低配室，380V母线系统为单母线不分段接线，两路电源手动切换，两路380V电源一用一备，每路电源可带全部负荷。其余泵站均采用两路10KV架空电源经短段电缆引入各泵站高配室、户内成套变配电室，为节省供配电贴费，设计考虑采用两路10KV进线不联络，380V母线系统为单母线分段接线，两进线主开关与分段联络开关以“三锁两匙”\n方式进行电气及机械联锁，正常情况下，两路10KV电源一用一备，每路电源可带全部负荷，至各用电点采用放射式与树干式混合方式进行配电。6.2.2启动方式各泵站主泵电机启动方式：水泵电机均采用直接启动方式。6.2.3继电保护本工程继电保护主要有：变压器采用GL电流继电器及操动机构内附的电流脱扣器实现反时限过流速断脱扣保护及干变温度保护（超温动作于跳闸，高温动作于信号）。6.2.4配电布置形式与设备选型当远期单台变压器容量达到500KVA及以上时，考虑到土建按远期一次建成，相应泵站高配室采用独立布置形式，内设六台高压柜，其中除量电柜CT、PT根据电业标准要求制作，其余均采用金属封闭型中置手车式开关柜，型号为KYN1-10，变压器柜主开关采用真空断路器，其型号为150W-VAC，配专用弹簧储能操作机构，操作电源为DC110V，由直流屏提供。电力变压器为树脂浇注干变SCB8系列，柜式布置，380V低压配电成套装置采用GCK型开关柜，干变与低配组成户内成套组合变电所，泵房附设式布置。深入负荷中心。控制电源、信号系统、水泵电机机组集中控制部分及泵站有关检测仪表均集中布置在控制室的综控台上。\n当远期单台变压器容量为400KVA及以下时，相应泵站采用高压负荷开关柜-电力变压器柜-低压开关柜户内成套组合变电所形式，其中高压负荷开关柜采用XGN型，内装NALF负荷开关，SDLJ熔断器及HY5W避雷器等，干变与低配选型同上，户内成套组合变电所采用泵房附设式布置，节省用地，深入负荷中心，减少电线电缆用量及便于操作和管理。水泵电机机组集中控制部分及泵站有关监测仪表均集中布置在控制室的综控台上。其他电气设备如照明箱、插座箱、灯具、电线电缆、电缆桥架、母线槽、安全滑触线、电器装置件等均按照高效、节能、实用、美观的原则进行选型。6.3泵站仪表设置1.液位仪表采用超声波液位变送器，布置在集水井内，以监测泵站来水的水位情况，能进行数字显示、越限报警和自动启停水泵。2.电气仪表除按电业规定要求常规配置就地测量表计外，各泵站设计考虑配置ZDB系列智能型电量变送器，将必要的电气运行参数送至泵站综控台。3.H2S气体检测仪表为保障泵站运行人员的生命安全，各泵站均配置了一套便携式H2S检测仪。4.电机温度巡回检测仪表利用预埋在电机定子绕组内的Pt100测温原件通过屏蔽控制电缆将信号送到泵站综控台，对电机温度进行巡回监测及越限报警。5.干变温度巡回检测仪表\n树脂浇注干式变压器利用预埋在三相绕组中的3只Pt100测温元件通过屏蔽控制电缆将信号送至智能型干变专用巡回检测控制仪进行就地检测及显示变压器绕组的温升，高温报警输出，超温跳闸输出，自动启停冷却风机对绕组进行强迫风冷，以保证变压器运行在安全状态，标准信号送至泵站综控台。6.流量仪表为考核该泵站运行经济指标，在各泵房出水总管处各设一套电磁流量计，经转换器转换后，将标准信号送至泵站综控台。毕业设计（论文）的主要参考文献[1]邓荣森.氧化沟污水处理理论与技术［M］.北京：化学工业出版社，2006.6.[2]周金全.城市污水处理工艺设备及招标投标管理［M］.北京：化学工业出版社，2003.3.[3]钱易，米祥友.现代废水处理新技术［M］.北京：中国科学技术出版社，1993.5.\n[4]MogensHenze.et.WastewaterTreatmentBiologicalandChemicalProcessSecondEdtion,CHINAARCHITECTURE&BUILDINGPRESS,1999[5]Metcalf&Eddy,Inc.,WasterEngineeringTreatmentandReuse(FourthEdition),GeorgeTchobanoglousFranklinL.Burton&H.DavidStensel.影印版.北京：清华大学出版社，2003.[6]李澄等.机械制图.北京：高等教育出版社，1997：5—22.[7]江大明等.精通AutoCAD2000.北京：人民邮电出版社，1999：254～270.[8]陈世辉.机械CAD制图的初始化与国家标准应用.机械工业标准化与质量，2002(7)：4—7.[9]王开远.GB/T18229—2000《CAD工程制图规则》介绍.机械工业标准化与质量，2002(10)：I一2.[10]李玉忠,黄业清。VisualBasic高级界面特效制作百例［M］.北京：中国电力出版社，2000.10.[11]任志锦.电机与电气控制.北京：机械工业出版社，2002.2.[12]李继灿等．新编1632位微型计算机原理及应用．清华大学出版社,2013.1\n\n外文资料Akaoxideoxidationditchdrainage,itisactuallyavariantoftheactivatedsludgeprocess.Becausethemixtureofwastewaterandactivatedsludgeaerationditchesintheringconstantlycirculating,itwascalled"circularaerationtank","noendofaerationsystems."Asearlyas1920,HaworthdevelopedpaddleplateaeratorsusedintheUKShefiiddofTynsleysewagetreatmentplant,thetreatmentplantisconsideredapioneerofmodernoxidationditch,butitwastheword"oxidationditch"hasnotyetappeared.Getacceptedfirstoxidationditchsewagetreatmentplantwasbuiltin1954,itisbyA.Dr.PasveerdesignedVoorshopcncityintheNetherlandsputintouse,servingapopulationof360people,andsincethenonlythe"oxidationditch,"thejargon.Itsoperatingmodetointermittentoperation,aerationpurification,mudandsludgestabilizationprocessessuchasseparationinoneset.DuetothecontributionofDr.Pasveer,thistechniqueisalsoknownasPasveerditch.    Essentially,oxidationditchareasareextendedaerationactivatedsludgeImprovementAct.Butwiththeusualextendedaerationmethodisdifferent,theoxidationditchsludgeSRTlongaspossibletokeepthesludgeconcentrationishigherintheditch,withhighMISSrun.Thus,thosesmallerthantheproliferationofmicro-organismswillbeabletointerest-rate,especiallynitrifyingbacteriapredominate,theoxidationditchinthenitrationreactioncanbesignificant.In\naddition,solongSRTandhaslessresidualsludgeaerobicstability,sludgedigestiontreatmentmaynotberequired.Thebasicfeaturesoftheoxidationditchtreatmentsystemisshapedditchaerationtankwasclosed,itusesadirectionalcontrolofaerationandagitationdevices,ontheonehandandoxygenationtothemixture,ontheotherhandmasstransferreactioninthepoolhorizontalvelocity,sothatthemixtureofsewageandactivatedsludgekeptinthetrenchforcirculation.Fromthepointofviewofthereactor,oxidationditchbelongstoauniquecontinuousloopreactor(CLR).Astheoxidationditchcleverlycombinescontinuousreactorandaerationdevice-specificpositioningarrangement,theoxidationditchhasseveraldistinctivefeatures:        (1)oxidationditchplugflowandcompletelymixedcombinationoffeatureshelptoovercometheshort-circuitingandimprovebufferingcapacity;     (2)oxidationditchhassignificantconcentrationofdissolvedoxygengradient,especiallyforbiologicalnitrificationanddenitrificationtreatmentprocess;        (3)oxidationditchunevendistributionofpowerdensity,helptransferoxygen,liquidmixingandsludgeflocculation; Lowoverallvolumetricpowerdensity(4)oxidationditch,savingenergy.AOprocessmethodisalsocalledanaerobicaerobicprocesslaw,A(Anacrobic)isanaerobic,withthenitrogenandphosphorusremoval;O\n(Oxic)aerobicsegment,inadditiontoorganicmatterinthewater.FeaturesofA/Onitrogenremovalprocess:(a)theprocessissimple,donotneedexternalcarbonsourceandtheaerationtank,withrawsewageascarbon,lowconstructionandoperatingcosts;(b)theformerdenitrification,nitrificationafter,locatedinsidethelooptorawsewageinorganicsubstratesasacarbonsource,theeffectisgood,denitrificationfull;(c)aerationtankafterthatdenitrificationtoremoveresiduewasfurtherimprovethewaterqualityoftreatedwater;(d)Asectionofagitation,onlyfromthesludgesuspension,whileavoidinganincreaseofDO.Osegmentprecedingtheadoptionofstrongaeration,afterreducingthegassegment,soDOcontentinthecirculatingliquidisreducedtoensurehypoxiaAsegment.ExistenceofA/Olawissues:1Intheabsenceofaseparatesludgereturnsystem,andthuscannottrainasludgewithuniquefeatures,lowdegradationrateofrefractorymaterial;2,toimprovenitrogenefficiency,wemustaddOuchirecycleratio,thusincreasingoperatingcosts.Fromtheoutside,thecirculatingfluidfromtheaerationtankcontainingcertainDO,makingitdifficulttomaintainthedesiredsegmentAhypoxicstate,theimpactofdenitrification,denitrificationrateisdifficulttoachieve90%3,factorshydraulicretentiontime(nitrification>6h,denitrification<2h)cyclethanMLSS(>3000mg/L)SRT(>30d)N/MLSSloadingrate(<0.03)influenttotalnitrogenconcentration(<30mg/L),alsoknownasoxidationoxidationditchdrainage,itsstructurewas\nclosedringditchesnamed.Itisavariantoftheactivatedsludgeprocess.Becausesewageandactivatedsludgeintheaerationchannelsconstantlycirculating,soitwascalled"circularaerationtank","Noterminalaerationtank."OxidationditchHRTforalongtime,theorganicloadislow,itsessencebelongstotheextendedaerationsystem.Thefollowingisageneraloxidationditchmaindesignparameters:hydraulicretentiontime:10-40hours;sludgeage:generallygreaterthan20days;organicload:0.05-0.15kgBOD5/(kgMLSS.d);volumeload:0.2-0.4kgBOD5/(m3.d);activatedsludgeconcentration:2000-6000mg/l;trenchaveragevelocity:0.3-0.5m/sA/A/Ooxidationditchoxidationditchprocessusingacontinuousloopreactorpool(CintinuousLoopReator,referredCLR)forbioreactor,thereactionmixtureinaclosedtankaerationchannelscontinuouscycle,oxidativecommunicationoftenusedinextendedaerationconditions.Oxidationditchusingadirectionalcontrolaerationandagitationdevices,reactingtothelevelofthepooltransferspeed,sothattheliquidisstirredinclosed-loopchannels.Advantages:BecauseofthelongeroxidationditchHRT,loworganicloadandlongerSRT.Forthepre-treatmentprocess-anaerobictank-anoxic-aerobictank-sedimentationtanks,organicpollutantsgetamorethoroughremovalofexcesssludgeishighlystable,socomparedtoconventionalactivatedsludgeprocess,youcanomittheconditioningtank,primarysettlingtank,sludgedigestiontank,andsomecanalsoomitthesecondary\nsettlingtank.Plugflowandcompletelymixedcombinationoffeatures,powerfulinovercomingtheshortflowandimprovebufferingcapacity.Dissolvedoxygenconcentrationgradientobvious,especiallyfornitrification-denitrificationbiologicaltreatmentprocess.Withprocessingsimpleandconvenientforthemanagementofsuper;goodwaterquality,strongprocessreliability;infrastructureinvestment,lowoperatingcosts.Disadvantages:Whenthewastewatermorecarbohydrates,N,Pcontentimbalance,lowpH,oxidationditchsludgeloadistoohigh,lackofdissolvedoxygenconcentration,sludgeandothereasilyleadtopoorsludgefilamentousbacteriaexpansion.Byincreasingaeration,sludgereturncontrolMostallofthehottestandmostprofessionaldocumentclassresourcelibrarycleansweepVolumecontrolPH,addingbleach,chlorineandotherfilamentousfungireducetheimpactofthesludge.Becausealotoffat,watertreatmentsystemscannotbefullyeffectiveinwithitsremoval,someoilenrichedinsludgebyoxygenatingstirringtoproducelargeamountsoffoam;ratherlongsludgeage,sludgeaging,butalsoeasytoproducefoam.Bywatering,sprayingdegreasers,andothermeanstoreduceaerationcanslowbubble,themostimportantthingistostrengthenwatermanagement,reducingexcessivewasteintooilandothertoxicwastewater.Whenexcessiveoilywastewater,couldeasilyleadtohypoxia,resultingincorruptionsludgefloating;aerationtimeistoo\nlong,theheightofnitrificationoccurredinthepool,sothathighconcentrationsofnitrate,denitrificationoccursinthesecondarysettlingtankiseasytoproducenitrogen,floatingsludge.Coagulantdosing,etc.canincreasethesludgesettlingproperties,increasingthereturnflow,eliminatesludgeandothermeanstoimprove.Unevenflowrateandsludgedepositionproblems.Bysettingtheoxidationditchunderwaterpropulsionmasstransfercanbemoreevenlyandreduceenergyconsumption.1.Oxidationditchisavariantoftheactivatedsludgemethod.Oxidationditchwastewatertreatmentprocesswasdevelopedinthe1950sbytheDutchInstituteforHealthprojectsuccessintheNetherlandsin1954,firstputintouse.Becauseofitsgoodwaterquality,stable,andeasymanagementoftechnicalfeatures,hasbeenwidelyusedindomesticsewageandindustrialwastewatertreatmentin.2oxidationditchstructureandworkingmethodsAlsoknownascyclicoxidationditchaerationtank,isamodifiedactivatedsludge,whichwascloseddrainageaerationtankshape,sewageandactivatedsludgemixtureinwhichthecirculation.OxidationDitchlongerHRTandSRT,theorganicloadislow[0.05~0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)],isessentiallytheequivalentofextendedaerationactivatedsludgesystem.OxidationDitchthequalityisgood,undernormalcircumstances,BOD5removalratecanreach95%to99%,denitrificationratecanreach90%,\nandphosphorusremovalefficiencyofabout50%,suchasintheprocess,addingtherightamountofiron,thephosphorusremovalefficiencycanreach95%.CurrentlyusedintheoxidationditchprocessofbiologicalnitrogenremovalaremainlyCarrouselandthree-ditchalternativeworkstyle.Thisintroducesthreeditch,three-channeloxidationditchworkalternately,alsoknownasT-typeoxidationditch,DenmarkKrugerdevelopednewbiologicalnitrogenremovalprocess.Thesystemconsistsofthreeidenticaloxidationditchformedtogetherasaunitoperation,mutualconnectivitybetweenthethreeoxidationditch,onbothsidesofⅠ,Ⅲdotwopoolsalternatingaerationtankandsedimentationtank,inthemiddleofthepoolalwaysbeexposedⅡgas,waterpoolsandⅲⅰalternatelyintothepool,thewaterfromthecorrespondingⅰⅲpoolandpoolleads.Suchalternateoperatingcharacteristicstoimprovetheutilizationofaerationtankbrushconducivebiologicaldenitrification.Threealternaterunningditchoxidationditchbiologicalnitrogenremovalworkcanbedividedintosixstages.AphaseⅠpoolofsewageflowingintothewellthroughdistribution,waterdrawnfromthepoolⅢ,Miikejobstatus:Ⅰpoolbrushspeedrotation,maintaininghypoxia,denitrificationandpartiallydecomposedorganicmatter;Ⅱpoolhigh-speedrotatingbrush,conductfurtherdegradationoforganicmatterandNH4+-Nnitrification;Ⅲpoolbrushstopsrotating,assedimentationtanks.\nPhaseⅡBintroducingwaterpool,thewaterdrawnfromthepoolⅢ,ⅠⅡpoolandpooltomaintainaerobicstate,Ⅲpoolreservedforthesedimentationtank.PhaseCisstillintroducingⅡpoolwater,thewaterdrawnfromthepoolⅢ,Ⅰpoolintothesedimentationtank,completethemudseparation;Ⅱpoolbrushlowspeedtomaintainanaerobicconditions.Baccumulatedonstagefordenitrificationofnitrate,Ⅲsedimentationpondremains.StageDⅢpoolwaterisintroduced,thewaterdrawnfromthepoolⅠ.ⅠⅢpoolandpoolworkstatuscoincidedwithoppositephasesA,ⅡstageApoolisthesame.EⅡpoolstagewithstageBthesameworkingconditions,workingconditionscontraryⅠandⅢpoolandpoolstageB.PoolFⅡstagewithstageCthesameworkstatus,workstatusⅠandⅢpoolwithpoolstageCopposite.Fromtheaboveitcanbeseenrunningaprocess,threeoxidationditchditchalternateworkisaA/Obiologicalnitrogenremovalorrowsludgesystem,youcancompletedegradationandnitrificationanddenitrificationprocessesoforganicmatter,achievedgoodBOD5removal.Miikerelyontheworkingstatusoftheconversion,eliminatingtheactivatedsludgemixedrefluxandreflux,fromthepointofconsumptionandsavingSeoulinfrastructurecosts.Threealternateditchworkphaseoxidationditchsystemrunningtimecanbeadjustedaccordingtothewaterquality.Thewholeprocessisrunning.\nWeirheightadjustment,switchingoutofthewaterafewbrushturn,stop,turnthebrushadjustmentsarecontrolleddevicecontrol.Threeoxidationditchthroughdenitrificationbyanewlydevelopeddual-speedmissestoachieve,brushaeratormixersandaeratorscanplayadualfunction.Whenindenitrificationstage,lowspeedbrush,justtokeepthepoolofsludgesuspension,whilethepoolinahypoxicstate.Aerobicandanoxicphasecancompletelychangethespeedofthebrushisautomaticallycontrolled.U.S.EPAfindingsontheoperationofbiologicaltreatmentofdifferenttypesofshowsthatdifferentprocesseffluentBOD5lessthan20mg/Lpercentageoftimethetotalrunningtimeare:oxidationditch90%,70%ofaeration,biologicalfilter60%.Thus,thestabilityoftheoxidationditchtreatmenteffectthanotherbiologicaltreatmentmethods.Oxidationditchischaracterizedbylow-loadoperation,itcaneffectivelyremoveorganicmatter,CODremovalefficiencyabove90%.Andtocompletethenitrificationofammonianitrogen.Oxidationditchrunningsimpleoperation,infrastructureandoperatingcostsarelowerthantheactivatedsludgeprocess.Whenaskedwhenthewastewaterdenitrification,oxidationditchislowerthanthecostofotherbiologicaldenitrificationprocess,highTNremovalefficiencybecauseofitscycleoperationmodeisidealforbiologicalnitrogenremovalprocessdoesnotrequirethecreationofdenitrificationandreturnsystem.\n中文译文氧化沟又名氧化渠，实际上它是活性污泥法的一种变型。因为废水和活性污泥的混合液在环状的曝气沟渠中不断循环流动，有人称其为“循环曝气池”、“无终端的曝气系统”。早在1920年，Haworth研制的桨板式曝气机应用于英国Shefiidd的Tynsley污水处理厂，该处理厂被认为是现代氧化沟的先驱，但当时尚未出现“氧化沟”一词。得到公认的第一座氧化沟污水处理厂建于1954年，它是由A．Pasveer博士设计的，在荷兰的Voorshopcn市投入使用，服务人口为360人，从此以后才有了“氧化沟”这一专用术语。其运行方式为间歇运行，将曝气净化、泥水分离和污泥稳定等过程集于一体。由于Pasveer博士的贡献，这项技术又被称为Pasveer沟。\n从本质上讲，氧化沟属于活性污泥改良法的延时曝气法范畴。但与通常的延时曝气法有所不同，氧化沟中污泥的SRT长，尽可能使污泥浓度在沟中保持高些，以高MISS运行。因此，那些比增殖速度小的微生物便能够生息，特别是硝化细菌占优势，使氧化沟中的硝化反应能显著进行。另外，长的SRT使剩余污泥量少且已好氧稳定，可不需要污泥的消化处理。氧化沟处理系统的基本特征是曝气池呈封闭式沟渠形，它使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，一方面向混合液中充氧，另一方面向反应池中的物质传递水平速度，使污水和活性污泥的混合液在沟内作不停的循环流动。从反应器的观点看，氧化沟属于一种独具特色的连续环式反应器(CLR)。由于氧化沟巧妙地结合了连续式反应器和曝气设备特定的定位布置，使氧化沟具有若干与众不同的特性：(1)氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利于克服短流和提高缓冲能力；(2)氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化反硝化生物处理工艺；(3)氧化沟功率密度的不均匀分配，有利于氧的传递、液体混合和污泥絮凝；(4)氧化沟的整体体积功率密度低，可节省能量。  AO工艺法也叫厌氧好氧工艺法，A(Anacrobic)是厌氧段，用与脱氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有机物。  A/O法脱氮工艺的特点： （a） 流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低； （b） 反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分； （c） 曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质； （d） A段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的DO含量降低，以保证A段的缺氧状态。 A/O法存在的问题： 1.由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低； 2、若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％ 3、 影响因素 水力停留时间 （硝化＞6h ，反硝化＜2h ）循环比MLSS（＞3000mg/L）污泥龄（ \n＞30d ）N/MLSS负荷率（ ＜0.03 ）进水总氮浓度（ ＜30mg/L）   氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。以下为一般氧化沟法的主要设计参数：  水力停留时间：10－40小时； 污泥龄：一般大于20天； 有机负荷：0.05－0.15kgBOD5/(kgMLSS.d)； 容积负荷：0.2－0.4kgBOD5/(m3.d)； 活性污泥浓度：2000－6000mg/l； 沟内平均流速：0.3－0.5m/s A/A/O氧化沟工艺 氧化沟利用连续环式反应池（Cintinuous Loop Reator,简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。 优点：氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。工艺流程为前处理——厌氧池——缺氧池——好氧池——沉淀池，有机污染物得到较彻底的去除，剩余污泥高度稳定，因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。 结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力。具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。具有处理流程简单，超作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。 缺点：当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀。可通过加大曝气量，控制污泥回流最全最热最专业的文档类资源，文库一网打尽  量，控制PH，投加漂白粉、液氯等减少丝状菌对污泥的影响。 \n由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。通过洒水，喷除油剂，减少曝气等手段可减缓泡沫现象，最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入。 当废水中含油量过大，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮。可投加混凝剂等增加污泥沉淀性，增大回流量，排除淤泥等手段改善。 流速不均及污泥沉积问题。通过设置水下推进器可使氧化沟内传质更加均匀，并降低能耗。1.氧化沟，是活性污泥法的一种变形。氧化沟污水处理工艺是在20世纪50年代由荷兰卫生工程研究所研制成功的，1954年在荷兰的首次投入使用。由于其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，已经在国内外广泛的应用于生活污水和工业污水的治理。2.氧化沟结构及工作方式氧化沟又称循环曝气池，是一种改良的活性污泥法，其曝气池呈封闭的渠形，污水和活性污泥混合液在其中循环流动。氧化沟的水力停留时间和污泥龄较长，有机负荷很低[0.05~0.15kgBOD5/（kgMLSS·d）]，实质上相当于延时曝气活性污泥系统。氧化沟的出水质好，一般情况下，BOD5去除率可达到95%～99%，脱氮率可达到90%，除磷效率在50%左右，如在处理过程中，适量的投加铁盐，则除磷效率可达到95%。目前常用于生物脱氮的氧化沟工艺主要有卡鲁塞尔式和三沟交替工作式。这里主要介绍三沟式，三沟交替工作式氧化沟，又称T型氧化沟，是丹麦Kruger公司开发的生物脱氮新工艺。该系统由三个相同的氧化沟组建在一起作为一个单元运行，三个氧化沟之间相互连通，两侧的Ⅰ，Ⅲ两池交替做曝气池和沉淀池，中间的Ⅱ池始终进行曝气，进水交替进入Ⅰ池和Ⅲ池，出水相应从Ⅲ池和Ⅰ\n池引出。这样交替的运行特点提高的曝气池转刷利用率，有利于生物脱氮。三沟交替工作式氧化沟生物脱氮的运行过程可分为6个阶段。阶段A污水通过分配井流入Ⅰ池，出水自Ⅲ池引出，三池的工作状态为：Ⅰ池转刷低速旋转，维持缺氧状态，进行反硝化和有机物的部分分解；Ⅱ池转刷高速转动，进行有机物进一步降解及NH4+-N的硝化；Ⅲ池转刷停止转动，作为沉淀池。阶段B进水引入Ⅱ池，出水自Ⅲ池引出，Ⅰ池和Ⅱ池维持好氧状态，Ⅲ池保留为沉淀池。阶段C进水仍引入Ⅱ池，出水自Ⅲ池引出，Ⅰ池转为沉淀池，完成泥水分离；Ⅱ池转刷低速转动，维持缺氧状态。对阶段B中积累的硝酸盐进行反硝化，Ⅲ池仍为沉淀池。阶段D进水引入Ⅲ池，出水自Ⅰ池引出。Ⅰ池与Ⅲ池的工作状态正好与阶段A相反，Ⅱ池则与阶段A相同。阶段EⅡ池工作状态与阶段B相同，Ⅰ池与Ⅲ池的工作状态与阶段B相反。阶段FⅡ池工作状态与阶段C相同，Ⅰ池与Ⅲ池的工作状态与阶段C相反。从上述运行个过程可以看出，三沟交替工作式氧化沟是一个A/O生物脱氮或行污泥系统，可以完成有机物的降解和硝化反硝化的过程，取得良好的BOD5去除效果。依靠三池工作状态的转换，省去了活性污泥回流和混合液回流，从尔节省了点耗和基建费用。\n三沟交替工作的氧化沟系统个阶段运行时间可根据水质情况进行调整。整个运行过程中。溢流堰高度的调节，进出水的切换几转刷的开启，停止，转刷的调整均由自控装置进行控制。三沟式氧化沟的脱氮通过是通过新开发的双速惦记来实现的，曝气转刷能起到混合器和曝气器的双重功能。当处于反硝化阶段时，转刷低速运转，仅仅保持池中污泥悬浮，而池中处于缺氧状态。好氧和缺氧阶段完全可由转刷转速的改变进行自动控制。美国EPA对不同类型生物处理法的运行情况的调查结果表明，不同工艺出水BOD5小于20mg／L的时间占总运行时间百分数分别是：氧化沟90％，鼓风曝气70％，生物滤池60％。由此可见，氧化沟的处理效果比其它生物处理方法稳定。氧化沟的特点是低负荷运行，因此有机物可以有效去除，COD去除率在90％以上。而且对氨氮完成硝化。氧化沟运行操作简便，基建和运行费均低于活性污泥法。当要求污水脱氮时，氧化沟比其它生物脱氮工艺费用低、TN去除效率高，因为它的循环运行方式非常适合生物脱氮的过程，不需要为反硝化而增设回流系统。\n\n致谢历时将近两个月的时间终于将这篇论文写完，在论文的写作过程中遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要强烈感谢我的论文指导老师—XX老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助进行论文的修改和改进。另外，在校图书馆查找资料的时候，图书馆的老师也给我提供了很多方面的支持与帮助。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最中心的感谢!感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。\n感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正!\n\n