污水处理自动控制的发展历程及趋势.doc

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1、污水处理自动控制的发展历程及趋势摘要：指出了污水处理的控制方式由最早的人工控制，发展到后来的半自动控制，并在自控技术和计算机网络技术的带动下发展为今天的全自动控制水平。但自控技术也存在着诸如间接控制参数测量滞后和仪表设备可靠性不高的问题，于是智能控制应运而生。简述了传统污水处理控制方式的特点和现阶段污水处理口动控制的研究和应用状况，分析了智能控制技术在污水处理领域的发展动态，为研究污水处理节能运行模式提供思路。关键词：污水处理；自动控制；智能控制1引言自动控制相对人工控制概念而言，是指在无人直接参与的情况下，利用控制器操纵

2、被控対象，使被控量自动地按照预定的规律运行。采用先进的自动控制技术，既可以优化运行过程，节能降耗，又能保证操作的安全,提高生产率，改善工作环境。在早期的污水处理厂运行和管理中，大多根据处理经验进行人工控制，因此运行过程中常会产生较大误差。即使是一些高效的处理系统，也常会因为没有实现自动化系统控制，而大大削减其应有的功效・[1]。虽然自动控制系统的造价不菲，短期内难以回收成木，但从长远角度看，采用自控系统将节省大量的人力成本及运行费用。综合来看，引进自控技术对污水处理行业来说，是提高运行管理效率并有效降低处理成本的明智选择。

3、2传统污水处理控制方式传统污水处理控制方式包括人工控制和半口动控制。早期的污水处理厂皋本上采用人工控制，其典型的控制方式为：现场显示仪表+人工调节。该方式采用检测仪表对污水处理过程中的液位、流量、温度、浊度、pH值、DO、BOD.5、COD、MLVSS等指标进行在线或离线采集，再根据测量数据调整设备状态，如阀门的开闭与开度、电机的启停等。采用这种控制方式，工作人员的劳动强度很大，且控制过程易出现滞后或易受操作人员的主观因素影响。因此，人工控制方式很难进行快速和有效的实时控制，往往导致出水水质不稳定。后期出现的半自动控制方式

4、相比前者有了明显的进步。该方式由数据采集装置对过程量进行采样并输入到控制室，控制室内设置有模拟显示器，可显示水质参数、水泵、风机和阀门等的运行状态，监控运行过程。操作员可以通过模拟屏控制部分设备的启停，而其余的设备则需要操作人员现场控制.[2]。半自动控制方式还是存在生产过程无法集中监控的问题，自动化程度较低。传统污水处理控制方式受制于落后的自控技术而显现出上述的种种缺陷和不足，随着自动控制技术、计算机技术和网络技术的突飞猛进，污水处理的自动化水平也越来越高。3污水处理自动控制技术的研究与应用现状3.1研究现状近些年来，业

5、内很多专家学者对污水处理过程的自动控制展开研究，探索实现出水高达标率与单位低能耗的一系列控制方法。Zipper等.[3]设计了一套适用于小型污水厂的自控系统，它的核心是一台基于ORP参数监控的控制器。该控制器按预先设定好的程序自动运行,能够在硝化与反硝化的过程中不断进行调整和优化，从而降低了能耗。中试结果显示，污水处理厂的实际负荷与OR卩曲线变化有很强的相关性，采用两点ORP控制保证了在增加负荷时硝化时间占运行时间的比率也相应增加，这些研究成果为开发制定小型污水厂控制策略奠定了基础。Yu等.[4]设计开发出带有实时ORP和

6、pH值监控系统的SBR反应器，该系统主要由智能仪表、计算机（人机界面）和控制、执行机构组成。由智能仪表测量出模拟信号，经A/D转换器转换为数字信号，再输入计算机，计算机对输入的数字信号进行采样分析后形成控制信号传递到下位控制器，进而启动或停止搅拌器、鼓风机等设备。结果显示，采用参数实时控制的SBR反应器较之于固定时序控制反应器，底物去除率提高5%左右，曝气量降低了20%左右。Puznava等.[5]在同步硝化/反硝化的生物滤池中引入了实时曝气控制，建立了基于NH.3-N和D0实时监测的串联控制。与传统硝化-反硝化生物曝气滤

7、池法（BAF）相比，采用该控制方式达到相同处理效果时,曝气量仅为传统方法的一半，节能效果明显。3.21程应用现状发达国家在污水二级处理普及后，投入巨资加强对污水处理设施的监测、运行和管理方面的研发，实现了计算机控制、报警和实时记录。美国在20世纪70年代屮期开始实现污水处理厂的自动控制，耳前主要污水处理厂已实现工艺流程中主要参数的自动监控。发达国家非常重视通过先进控制技术节约能源，例如D0的合理控制能节省运行费用，保证出水水质，瑞典Kallby污水处理厂，通过DO设定值优化，曝气能耗降低了32%。美国Stickney污水处

8、理厂(303万t/d)于1998年投入300万美元用于建立曝气池自动监控系统，每年可节约47万美元电费和72.5万美元的人工费，投资可在两年半内收回.[6]o国外应用先进自控系统的污水处理厂一般具有以下特点.[7]：①采用分布式计算机监控系统，设置中央控制室和多个分控站，工作人员通过中控计算机和通讯网络