A_O工艺多回路控制的研究进展_沈后起

第16卷第4期污染防治技术2的3年12月A/O工艺多回路控制的研究进展沈后起,杨青(同济大学环境科学与工程学院,上海200092)摘要:综述了近年来A/O工艺多回路控制的研究进展,包括控制的模拟平台、控制策略的确定及其评价等,并展望了其发展趋势。关键词:A/o工艺;多回路控制;控制器;控制策略中图分类号;X703.1文献标识码:A文章编号:1以只一695X(2o3)04一0221一04AdvancesonMultilooPControlinPredeultri尔ngProcessSHENHou一qi,YANGD〔,“材mentofnE沉orn~alt反le一adnE刀91、iergn,QjngoT刀日艺nUi:,Sha了堵人aiZ(X刃92,hCinaAbstract:hTeadvanoesonmultiloopcontrolinpredenitirfyingproeess15presented,involvingthesimulationhenehmark,theeontorstarte乎es,t砂orfrmaneeevaluation,ete.】幽tly,thetrendofstudontheProeeosisprospected.Keywords:predenirir行ingprneess;multiloopeontrol;eontroller;contro]s之班te群概述目前,环境法规严格限制污水处理厂的出水水质,管理者追求运行成本的节约,决策者要求提高现有设施的处理能力以缓解投资压力,这些对污水处理厂的运行控制提出了更高的要求上’,。随着在线实时水质分析仪的发展,氮、溶解氧、BOD、COD等水质的在线测量变得方便和经济;活性污泥模型的发展,能较好地模拟工艺过程,这些也都促进了污水处理工艺控制的研究犷创。当前的研究主要针对A/O脱氮工艺,以多回路控制为主,成果包括A/O工艺控制的模拟平台、控制策略的确定及其评价等方面。多回路控制系统由多个单回路控制(5150)系统组成,各控制单元独立工作,根据系统动态和时变的特性,通过实时控制,在满足出水水质的前提下,尽量减少出水波动和降低运行成本。鬓元犷嘴元卿厂瓮;O。口,IQ,Simu}ationBenehmakr中的处理工艺框架l控制的模拟平台闭1998年,欧洲的研究项目COST682/624提出了一个A/O脱氮工艺的控制模拟平台—iSmula-tionBenehmark。其中包括工艺的框架(两个缺氧池,三个好氧池,见图1)、模型(生物反应过程采用ASMI号模型和二沉池采用10层模型)、进水数据(一个旱天数据,两个雨天数据)、评价标准等。2控制变t阵,,JA/o脱氮工艺中,常用的控制变量有溶解氧、污泥龄、内回流速率、外加碳源、硝化区体积。这个平台为不同控制策略间的比较提供了一个公允的方法和模拟环境,因而,目前A/O脱氮工艺的控制研究,大多以该平台为基础。(l)溶解氧(DO)DO控制是目前活性污泥工艺中最常见、也是最主要的控制变量。过高的DO导致不必要的能量消耗、回流后影响反硝化过程;过低的DO会抑制硝化菌的生长和影响搅拌效果。曝气的能量消耗占到污水处理厂能量消耗的40%一50%,通过优化DO控制,在保证出水水质的前提下,节约曝气费用,意义重大。(2)污泥龄污泥龄是活性污泥法工艺的重要参数,通过污泥回流和剩余污泥的排放来控制。合收稿日期:203一08一09;修订日期:203一09一的作者简介:沈后起(197一),男,江苏盐城市人,在读硕士研究生,研究方向为给排水系统及其优化。103第16卷第4期沈后起等.灯O工艺多回路控制的研究进展2X()3年12月适的污泥龄既保证了污泥的良好沉降性能,又避免了系统中的硝化菌流失。污泥龄的确定是风险(污泥膨胀、过载负荷)和经济性(污泥产量、曝气费用)之间平衡的结果。(3)内回流速率内回流为反硝化过程提供硝化反应生成的硝酸盐。一般内回流比越大,反硝化效率越高,出水硝酸盐浓度越低。(4)外加碳源反硝化过程消耗易降解有机物,当进水碳氮比低时,碳源成为控制因素,回流比增加也不能提高反硝化效果,此时需要外加碳源,如投加甲醇等。(5)硝化区、反硝化区的体积比陈43硝化区体积较小时,DO浓度往往过大,导致回流液中DO浓度过高,抑制反硝化过程。相反,体积过大时,进水氨氮浓度低的情况下,造成DO浓度过低,影响污泥的活性,并可能产生凡O,搅拌效果也差。因此,要考虑对硝化区的体积加以控制。艺的控制中,因为增加的控制器用来调整出水水质的设定值,所以也称为设定值控制(见图5)。A/O工艺图4前馈+反馈控制图5串级控制4控制器控制器是按照不同的控制算法来分类的,可以分为PID控制器、自适应控制器、模糊控制器、模型预测控制器等。4.1PID控制器(比例积分微分控制器)[6〕这