污水处理过程的控制与优化综述

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1、四综述污水处理过程的控制与优化综述朱学峰李艳黄道平(华南理工大学自动化科学与工程学院)摘要：污水生化处理是利用微生物清除污水中有机污染物的一种有效方法，是当前处理工业有机污水和城市生活污水的主要手段。文章论述了目前国内外污水生化处理过程的控制与优化方面技术的发展概况，指出了国内在这方面存在的问题，提出今后的研究方向与具体研究内容。关键词：污水处理过程；控制；节能；优化1引言靠性不高，种类少。国内许多污水处理厂目前仍采用国外进口的设备与仪表，价格昂贵，后期维护费用高。我国城市污水年排放量大约在420亿吨，但是城目前对于污水处理过程而言，品种还是远远偏少。市污水的处理率仅为30％，二级处

2、理率为l5％。随着(4)对于污水处理全过程的建模、控制与优化我国经济的发展和城市化进程的加快，城市污水排放缺乏深入研究与实践。我国大部分污水处理厂检测与量迅速增长，大量未经处理的城市污水排放到地表水控制水平低，凭经验设置工艺和控制参数。以曝气环系，造成水环境的严重污染，危害居民身体健康。城节为例，大部分污水处理厂的曝气过程多采用人工控市污水处理涉及到环境和资源的可持续发展，是节能制，经常过量曝气导致能源浪费严重，还远谈不上对减排的重要组成部分。污水处理过程中的生化过程的精确建模和优化控制。与国外污水处理行业相对比，我国的污水处理系为了改变这一落后状况，我国第十一个五年计划统主要存在以

3、下问题：(2006年~2010年)中的“十一五”环境保护重点工(1)目前，我国在污水处理领域资金投入严重程中提到：不足，约占GDP的0．02％加．03％，污水处理行业落城市污水处理工程：新增城镇污水处理规模4500后，污水处理率低。美国平均l万人拥有一座污水处万Ⅱ屯／日，改造和完善现有污水处理厂及配套管网，配理厂，瑞典和法国每5o00人有一座污水处理厂，英套污泥安全处置和再生水利用。国和德国每7000人～8000人有一座污水处理厂，新加加快城市污水处理与再生利用工程建设：到2010坡和瑞典在1989年城市污水处理率就已达到100％。年，所有城市都要建设污水处理设施，城市污水处理(2)

4、相对于国外的污水处理厂，我国的污水处率不低于7O％，全国城市污水处理能力达到l亿Ⅱ屯／理厂管理水平低，处理过程中的主要工艺参数与设备日。加强污水处理厂的监管，所有污水处理厂全部安运行参数靠人工经验设定。而国外发达国家污水处理装在线监测装置，实现对污水处理厂运行和排放的实厂的运行管理自动控制水平高⋯，从大型污水厂到小时监控。不断提高城镇污水收集的能力和污水处理设型氧化塘，大多实现了计算机自动控制，遥控和闭路施的运行效率，保证污水处理厂投入运行后的实际处电视监控等，现代化手段被广泛应用。如英国的泰晤理负荷，在一年内不低于设计能力的6O％，三年内不士河的威特尼伊污水处理厂早在198O年就安

5、装了自低于设计能力的75％。动化仪表设备，从而使污水处理过程完全由计算机进行自动控制，全厂只需两个人值班操纵管理。2战略意义(3)检测仪表与成套设备研发相对落后。由于(1)污水处理全流程的检测、控制与优化技术国内起步晚、技术落后，国产检测仪表精度较差，可2009年第3期自动化与信息工程7是实现节能减排总体目标的迫切需要求，而目前我国大部分的污水处理企业仍停留在人工截至2008年3月份统计数据，我国共有污水处控制或简单PID控制的阶段，很难保证污水处理全流理厂1321座，总处理能力为8043万／d，投资总规程的稳定运行，使出水水质经常不能达标、污泥膨胀模为l6l5．4亿元，平均负荷率为

6、63．74％，平均达标等生产事故时有发生。污水处理厂的工艺人员迫切需率为91．35％。到20l0年将建成污水处理厂3000座，要与控制工程师相结合，对于污水的入水水质、生化估计处理率为60％，反应过程、出水水质波动等各种在线、离线检测数据美国拥有l8o00座污水处理厂，污水处理率达进行科学分析，结合智能检测、诊断与控制技术开展90％以上，我国污水处理厂运行费用庞大，吨水耗电全流程的综合控制与优化，以保证在各种干扰条件下是发达国家的两倍，完全可以通过改进控制与优化策出水水质稳定达标。例如：采用“前馈+反馈+控制模略，提高负荷率，极大的节约能源。型”组合控制技术，以污水处理厂进水区的进水

7、流量、以千吨电耗120度～180度电计算，规划到2010进水水质检测值为前馈信号、生化处理池中溶解氧检年污水处理1亿Ⅱ屯／日，根据目前的研究表明，采用全测仪、氨氮检测仪、污泥浓度计、液位计、温度、pH、流程建模、控制与优化策略，保守估计有l0％左右的出水水质检测值等作为反馈信号、设定最佳DO值，节电空间，以上述数据估算，污水处理领域普遍提高控制鼓风系统，实时计算为了维持当前的好氧生化环控制水平，每天将节电0．12亿度~0．18亿度电，年节境所需的供气量，不