天津某中水处理厂污水水质分析及水质预警系统研究

天津大学硕士学位论文天津某中水处理厂污水水质分析及水质预警系统研究姓名：于佳瀛申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：孙井梅20090501摘要目前我国水资源的短缺和水污染情况的加重，使人们警觉到水环境污染已直接关系到人民的健康安全和社会、经济的可持续发展。国内外的实践证明，水质安全预警和污水再生回用是充分利用水资源，解决水资源短缺和水污染的有效途径。为了保证空港东南中水处理厂将来的有效、经济运行，本课题对其进水水质指标(pH、SS、总氮、总磷、氨氮、COD等)进行了采样监测。在一年水质监测资料的基础上分析该污水水质现状、特征、变化及其原因。水质分析表明：该水厂进水虽为70％工业废水和30％生活污水的混合污水，但其水质特征与一般生活污水相近；该污水各水质指标一年的实测数值基本符合正态分布规律，污水水质各指标大部分在一定范围内波动(pH：7-8，SS-40．130mg／L，总氮：15．35mg／L，氨氮：9-31mg／L，总磷：1．9_4．7mg／L，COD：130-370mg／L)，剧烈的水质波动是由工业废水的排放情况导致的。本文在水质分析的基础上，结合中水厂预警目标，提出了原水预警的含义及特点。预警是建立在预测的基础上的，本文综合介绍了BP神经网络预测法：混沌最大Lyapunov指数预测法和灰色系统预测法。并根据本课题实际情况，采用灰色系统预测法对各预警指标进行了预测，得到了良好的预测效果。最后，依据水质背景数据资料，综合污水排放标准(GB8987．1996)和水厂设计要求确定了预警系统的警限、警级并对警情做出简单释义，初步提出了应对措施的建议。关键词：污水；水质分析；水质预测；污水水质预警系统ABSTRACTWiththeshortageofwaterandtheseriousnessofwaterpollution,itisawaredthatwaterpollutionhasaffectedthepeople’Shealthsecurityandsustainabledevelopmentinsocietyandeconomic．Practicesindomesticandoverseasprovethatthesystemofearly·warningofwaterqualityandthetechnologyofrecycleofwastewaterareeffectiveapproachestosolvetheproblemoftheshortageofwaterandtheseriousnessofwaterpollution．Inordertooperateeconomicallyandeffectively,thewastewaterquantityoftheSewageTreatmentPlantisinvestigatedinthispaper．Typicalwaterqualityindexes(pH，SS，TN、TP，NH3一N，COD)weremonitored。Bytheone—yearmonitoringofthewastewaterquantity,thepresentlevelandthefeaturesofwastewaterquantityandthereasonsareanalysed．Theresultsshowthatthewaterqualityisresembletosewageakhoughthewastewaterismixedbyindustrialwastewaterandsewage．Theinfluentqualitychangeswithtimeandbelongstonormaldistribution，Thewaterqualitymdexesbasicallychangeinacertainrange(pH：7-8，SS：40-130mg／LTN：15-35mg／L，NH3一N：9-31mg／L，TP：1．9-4．7mg／L，COD：130—370mg／L)．Thedramaticchangesofwaterqualityiscausedbyindustrialwastewater．Basedontheanalysisofthewaterqualityandthegoaloftheearly-warningofwaterquality,thedefinitionsandfeaturesoftheprecautionofwaterqualityhavebeenproposed．Precautionisgroundedonprediction．Inthispaper,BPneuralnetwork,theLyapunovexponentmethodofcha