連續流循序批分式活性污泥自動控制系統之建立

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姓名

陳政廷(Cheng-Ting Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

環境工程研究所

論文名稱

連續流循序批分式活性污泥自動控制系統之建立
(An automation system of Continuous-Flow Sequencing Batch Reactor)

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摘要(中)

在傳統廢水處理系統中，雖然已引進大量之監測裝置，但卻無法提供控制系統判斷之依據與確保系統運作過程中異常現象之排除，進而導致系統處理效率與效益不彰。因此，透過自動控制系統之建立，並藉由及時監測資訊作為即時回饋控制修正與判斷之依據，不僅可確保系統出流水水質之穩定性，同時亦可提升系統處理效率與效益。
本研究是利用pH、ORP、DO及MLSS等及時監測資訊以進行系統異常分析與判斷。針對其異常現象之判定以制定一套程問題解決標準化之流程步驟，並藉由即時回饋控制以修正操作策略，進而建立連續流循序批分式活性污泥之自動控制系統。藉由系統物件觀、系統觀、事件觀之分析方式，將系統劃分為三層級之架構，以界定其系統、夥同系統及內部子系統之組成、結構、架構、因果及作用機制，並蒐集其劃分之資訊以確實瞭解監測資訊之變動其所代表之意義。接著，根據藉由物質濃度變化與pH、ORP及時監測資訊變動建立數學關係式，以作為系統預警性異常或即時異常判斷之依據。最後，透過系統異常之確立，可針對異常之現象透過問題瞭解、問題求解及問題解決之步驟程序以進行問題分析，並藉由問題分析之產出而即時修正系統之操作策略，進而建立自動控制系統，以滿足與符合系統之需求。

摘要(英)

In traditional, Wastewater treatment plant has already been using monitoring system to operate, not just it can’t provide control system to determine and obviate the abnormal situation, but also brings treatment plant processing procedure inefficient and ineffective. Therefore, using real-time monitoring to feedback control processing procedure and making automation system, which not only as regards the degree of water treatment possible, but also the quality of that treatment.
Continuous-Flow Sequencing Batch Reactor (CFSBR) was been determined and obviate the abnormal situation by real-time monitoring, which consist of using PH, ORP, DO, and MLSS sensor as the control parameters under different operation condition. Using a standard operating procedure and feedback control processing procedure to change into optimal performance, finally, building the automation system. Frist of all, collected information in which was had been to definition of CFSBR by system thinking and system analysis. According mathematical relationship of the gradient of concentration and real-time monitoring of PH and ORP data to in-time determine or forecast with abnormal situation. After all, using the standard operating procedure of problem-solving to make decision-making to optimal performance until regards the degree of water treatment possible and the quality of that treatment.

關鍵字(中)

★ 連續流循序批分式活性污泥系統
★ 自動監測與控制系統

關鍵字(英)

★ Continuous-Flow Sequencing Batch Reactor (CFSBR)
★ automatic monitoring and control

論文目次

第一章前言 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 2
第二章文獻回顧 3
2.1 連續流循序批分式活性污泥自動控制系統之發展與應用 3
2.1.1 CFSBR控制系統之建立與發展 3
2.1.2 微生物反應作用機制與影響因子 4
2.2 自動監測系統與於控制系統之發展與應用 7
2.2.1 監測資訊於控制策略之應用 7
2.2.2 監測資訊於水質濃度之推估 8
第三章研究方法 9
3.1 研究內容與流程 9
3.2 系統界定 11
3.2.1 系統整體功能界定 12
3.2.2 子系統組成與功能界定 12
3.2.3 系統操作相各階段性因果與作用機制界定 13
3.2.4 各階段性反應作用物質濃度與監測資訊關係界定 13
3.3 系統狀態判定方法建立 14
3.3.1 各操作相階段性作用機制反應物質濃度分布 15
3.3.2 各操作相階段性作用機制監測資訊變化分布 15
3.3.3 反應物質濃度與監測資訊變化數學關係式建立 15
3.3.4 各階段性反應作用物質反應速率推估 15
3.4 系統異常排除對策擬定 16
3.4.1 系統異常問題判定 16
3.4.2 系統緊急性異常應變策略擬定 19
3.4.3 系統預警性異常排除策略擬定 19
3.5 自動控制系統建置 20
3.5.1 系統操作策略擬定 20
3.5.2 回饋控制策略建立 20
第四章結果與討論 23
4.1 系統界定 23
4.1.1 系統整體功能界定 23
4.1.2 子系統組與功能界定 28
4.1.3 系統操作相各階段性因果與作用機制界定 33
4.1.4 各階段性反應作用物質濃度與監測資訊關係界定 43
4.2 系統狀態判定方法建立 45
4.2.1 各操作相階段性作用機制反應物質濃度分布 45
4.2.2 各操作相階段性作用機制監測數值變化分布 47
4.2.3 反應物質濃度與監測資訊變化關係式建立 52
4.2.4 各階段性反應作用物質反應速率推估 57
4.3 系統異常排除對策擬定 57
4.3.1 系統異常問題瞭解 57
4.3.2 系統緊急性異常應變策略擬定 59
4.3.3 系統預警性異常排除策略擬定 61
4.4 自動控制系統建立 63
4.4.1 系統操作策略擬定 63
第五章結論與建議 65
5.1 結論 65
5.2 建議 66
參考文獻 67

參考文獻

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〔13〕楊素真，“ 單槽式連續流回分式活性污泥系統處理動態進流污水自動控制之研究” ，碩士論文，國立中央大學環境工程研究所 (1998)。
〔14〕陳萬原，“ 單槽連續流回分式活性污泥系統自動監控制策略之研究-ORP、pH為監控參數” ，碩士論文，國立中央大學環境工程研究所 (1996)。

指導教授

廖述良(Shu-Liang Liaw)

審核日期

2015-4-14

推文