污水处理在线监测仪器原理与应用.pdf

污水处理在线监测仪器原理与应用.pdf
 

书籍描述

编辑推荐
本书是《污水处理在线监测仪器原理与应用》的第二版,在原书内容的基础上,根据国内外最新发展,增加了溶解氧的荧光检测技术、COD的光谱检测技术、基于人工嗅觉原理的氨氮检测技术、生物毒性检测技术和管网的液位检测技术等内容,这些内容都是国内外的最新技术。
本书第一作者施汉昌教授是清华大学环境科学与工程系教授,长期以来从事废水生物处理技术、微生物反应动力学和生物传感器的研究,积累了大量的研究成果和经验。

作者简介
施汉昌,清华大学环境学院,教授,施汉昌,清华大学环境学院教授教授,工学博士,1989-1990英国水研究中心访问研究员,1994美国密西根大学高级访问学者,2002和2005年加拿大Alberta大学访问教授,2003年美国Stanford大学访问教授。他长期以来从事污水处理系统的优化运行和仪器化、污水生物处理反应动力学和生物传感器的研究,积累了大量的研究成果和丰富的经验。发表论文300余篇,授权发明专利40余项。曾被中国环境科学学会授予环境科学优秀科技工作者称号。

目录
11概述
12测量仪表的构成
13测量误差和仪表的品质指标
131测量仪表的误差
132测量仪表的品质指标
133污水处理厂通常需要在线测量的工艺参数

21有机物综合指标COD、BOD及TOC
211化学需氧量
212生物化学需氧量
213总有机碳
214BOD、COD和TOD之间的相关性
22固体浓度与沉降性
221固体悬浮物
222污泥浓度MLSS
223挥发性污泥浓度MLVSS
224污泥沉降比SV%
225污泥体积指数SVI
23氮和磷
231总氮TN
232氨氮
233硝酸盐和亚硝酸盐
234有机氮
235可溶性正磷酸盐
236总磷TP
24溶解氧与呼吸速率
241溶解氧DO
242呼吸速率OUR
25生物毒性
251基于传统水生生物的毒性指标
252基于发光细菌的毒性指标
26其他常用指标
261pH
262碱度
263氧化还原电势
264有机酸
265流量、压力与温度

31温度的检测
311温标
312标定
313测温方法分类及其特点
314新型温度传感器及其测温技术
315光纤测温
32流量的检测
321超声波流量计测量原理
322电磁流量计
323涡轮流量计原理及应用
324明渠流量计
325转子流量计
33pH值检测
34氧化还原电位检测
341概述
342氧化还原电位的电极
343应用举例
35溶解氧检测
351概述
352电极法
353比色检测法
354荧光检测法
355溶解氧仪实例
36呼吸速率测定
361呼吸速率测定的发展
362呼吸速率测量方法
363常用于呼吸速率测量的仪器
364呼吸测量方法的应用
365研究模型参数
366工艺优化控制
367呼吸速率测量仪的改进和局限
37COD在线检测
371化学法COD测定
372光谱法COD测定
373其他COD在线测定方法的发展
374COD在线测量中应注意的一些问题
375COD在线检测仪
38BOD的在线测量
381概述
382测定原理
383测定方法和仪器
384哈希公司的BOD Trak分析仪
39TOC的在线测定
391TOC测定方法
392TOD自动测量仪
393TOC的检测实例
394干扰物质对TOC的影响
395TOC的连续测定法
396TOC连续测定装置的维护管理
310污水液位及污泥界面位置的在线测定
3101液位及污泥界面的测量原理
3102实际应用案例
311浊度的测定
3111浊度
3112透过光散射光比较测定法
3113表面散射测定法
312悬浮物的测定
3121概述
3122浊度计
3123过滤质量法的SS测定装置
3124过滤质量法SS测定装置的优缺点
313氨氮的测定
3131概述
3132靛酚法
3133隔膜式氨电极法
3134基于人工嗅觉的检测方法
3135分析装置实例
314总氮(TN)的测定
3141测定原理
3142仪器构成及技术要求
315总磷的测定
3151总磷的测定原理
3152仪器构成及技术要求
3153仪器维护
316生物毒性的在线检测
3161基于鱼类的生物毒性在线测定技术
3162基于发光细菌的生物毒性在线监测技术

41概述
411自动检测技术
412自动检测系统
413自动化系统的组成
42数据采集系统
43数字通信
431通信媒介
432数据传输
44HART通信系统
45串行接口标准
451简介
452RS232串行接口标准
453RS422与RS485串行接口标准
46现场总线
461简介
462不同的标准
47工业以太网
471以太网简介
472工业以太网
48通信协议
481定义
482MODBus通信协议
483MODBus功能码简介
484MODBus协议的软件实现

51概述
511档案资料管理
512日常维护、保养及检修
513仪表设备的防护
52仪器的选型、安装与调试
521仪器仪表的选型
522在线仪器的安装
53仪器的校准
531pH计及电极的校准
532电导仪校准
533溶解氧仪的校准
534浊度仪校准
535BOD仪校准
54误差的修正
541误差的产生与分类
542系统误差的数字修正方法
543用神经网络修正系统误差
55仪器仪表故障的分析
551仪器仪表故障的一般规律
552故障处理的一般方法
553流量系统的故障判断
554电动执行器的故障分析
56仪器仪表的使用与维护
561电导仪的使用与维护
562pH计的使用与维护
563COD测定仪(电位滴定法)的使用与维护
564TOC测定仪的使用与维护

61广州某污水处理厂的在线仪器监测系统
611进水水质的监测
612生物处理运行参数的监测
613出水水质的监测
62基于在线监测数据的化学除磷加药量的优化控制
63种测量污泥浓度的新型光学传感器以及其在污泥处理中的应用
64运用在线监测仪器和智能运行软件对运行状况进行诊断与控制
641在线水质分析仪器在污水处理厂的设置
642现场数据的采集
643水质参数采集用于ASM2D模型的校正
644基于在线仪器的实时模拟
645基于在线仪器的实时诊断

序言
2008年8月化学工业出版社出版了《污水处理在线监测仪器原理与应用》一书,当时由于我国污水处理厂建设中采用了一些在线监测仪器,需要有一本介绍污水处理厂常用在线监测仪器原理和性能参数的技术参考书,供环境工程专业的工程技术人员和研究生阅读参考。该书出版后受到读者的好评,并已售完。此次受化学工业出版社之邀再版,补充了一些新内容,对原书中的文字错误进行了修改。
近年来,我国的城市污水处理设施建设发展迅速,大中型污水处理厂已有3000余座,位于小城镇的污水处理厂建设方兴未艾。这些污水处理厂的运行将获得巨大的环境效益,同时也将产生巨大的能耗和物耗。从实现国家节能减排和可持续发展的目标出发,发展污水处理的节能降耗技术具有重大的意义。污水处理厂达标运行和节能降耗技术的发展,必然会推动控制技术和在线监测仪器的广泛应用。为了保证污水处理厂的运行稳定,与污水处理厂密切相关的上游管网监测也日益受到关注。
针对这些新的发展需求,本书第二版补充了溶解氧的荧光检测技术、COD的光谱检测技术、基于人工嗅觉原理的氨氮检测技术、生物毒性检测技术和管网的液位检测技术等内容。
作为大专院校环境工程专业研究生和污水处理行业专业技术人员的参考书,希望第二版能为读者提供一些更新的污水处理在线监测仪器的技术信息。由于仪器仪表技术发展迅速,本书又涉及环境工程、自动化仪表和信息通信等不同学科领域,编写中不免有疏漏之处,敬请读者不吝赐教。

施汉昌
2013年10月



随着经济发展,废水的种类和性质日渐复杂,污水处理厂出水的排放标准日趋严格,这些对污水处理厂的运行和控制提出了更高的要求。20世纪80年代后期,国际水协会提出了ICA技术的概念,ICA是仪器化(instrumentation)、控制化(control)和自动化(automation)的简称。经过二十多年的发展,国际上仪器化的技术已经成熟,在线水质监测仪器已经应用于污水处理厂的实际监测;控制理论和自动化技术为污水处理厂的运行控制提供了强有力的工具;控制策略研究有了新方法和新工具;数学模型对生物处理过程的表达更加全面和深入细致;集监测、控制与数据采集系统(supervisor,control and data acquisition, SCADA)于一体的过程控制系统在污水处理厂逐步得到应用。ICA技术在国际上的发展和应用保证了污水处理厂处理出水的稳定达标,实现了处理工艺的优化运行,收到了显著的环境效益与经济效益。随着网络技术的发展,数据与信息的传递更加快捷迅速,区域化网络的信息系统与控制管理成为可能,ICA正在向ICN(instrumentation,control and network, ICN)的方向发展。这一切都是ICA技术在污水处理领域取得的巨大进展。
我国城市污水处理厂的快速发展始于20世纪90年代末,短短10年间,上千座大型城市污水处理厂建成并投入运行,有效地削减了城市点源对水环境产生的污染。但是,由于污水水质的多样性和处理系统本身的复杂性,许多城市污水处理厂都面临着保证处理出水的稳定达标和进一步降低运行成本的问题。这一历史环境为ICA技术在中国的发展提供了巨大的空间,可以预计在今后的20年ICA技术将逐步在我国的污水处理领域得到应用并成为研究开发和技术进步的重点。
ICA技术的首要条件是仪器化,即运用监测仪器实现对所需信息的自动采集,而准确及时的信息是实现自动控制的基础。近年随着监测仪器的发展,大量有关水、污水和污泥的化学与物理参数可以连续或准连续地进行监测。已有的传感器和分析仪器可用于总有机碳、化学需氧量、生化需氧量、氮、磷、污泥特性、总悬浮物、浊度、溶解氧、pH、氧化还原电位、温度、电导率、氯、流速和液位等的测定,为监测那些与处理过程控制相关的指标,以及有助于分析物质流(在污水处理厂:进水,出水,剩余污泥,生物气体等)的化学和物理参数提供了技术与装备的支持。
本书讲述了污水处理中常用的在线检测仪器及其基本原理,内容共有6章。第1章测量仪表的基本知识,讲述了测量仪表的构成、测量误差和仪表的品质指标。第2章污水处理在线检测的指标,讲述了有机物综合指标、固体浓度与沉降性、营养物质、溶解氧与呼吸速率等。第3章污水处理在线检测仪器,讲述了温度、流量、pH、氧化还原电位、溶解氧、呼吸速率、COD、BOD、TOC、浊度、悬浮物、污泥界面、氨氮、总氮和总磷的在线监测仪器及其基本原理。第4章数据采集与通信,讲述了在线检测仪器的数据采集、数字通信和分布式通信系统。第5章测量仪表的日常维护与管理,讲述了仪器的选型、安装与调试、仪器的校准、误差的修正、仪器仪表故障的分析和仪器仪表的使用与维护。第6章水质在线监测仪器的应用,讲述了污水处理厂水质在线监测仪器的配置以及水质监测仪器在化学除磷、污泥脱水与生化处理系统的优化运行中的应用。
本书可作为大专院校环境工程专业本科生与研究生学习污水处理厂水质监测与工艺运行的技术参考书,也可供从事污水处理的专业技术人员阅读。
由于仪器仪表技术发展迅速,本书又涉及环境工程、自动化仪表和信息通信等不同学科领域,编写中难免有疏漏之处,敬请读者不吝赐教。本书编写过程中徐丽杰、邱勇、沈童刚等参加了资料收集与翻译工作,还得到HACH(中国)公司提供的技术资料,谨此致谢。

施汉昌
2008年4月

内容简介
本书介绍了污水处理中常用的在线监测仪器及其基本原理,内容包括仪器仪表的基本知识、污水处理的常用监测指标、污水处理在线监测仪器、数据采集与通信、仪器仪表的日常维护与管理和在线监测仪器的应用及实例。在此基础上,根据国内外最新发展,增加了溶解氧的荧光检测技术、COD的光谱检测技术、基于人工嗅觉原理的氨氮检测技术、生物毒性检测和管网的液位检测等新技术。
本书是作者长期以来从事污水处理和传感器技术研究的研究成果和经验总结,具有实用性、可操作性和指导性。
本书可供污水处理行业的专业技术人员阅读,也可作为大专院校环境工程专业本科生与研究生学习污水处理厂水质监测与工艺运行的教材和参考书。

购买书籍

当当网购书 京东购书 卓越购书

PDF电子书下载地址

相关书籍

搜索更多