污水處理過程曝氣系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制策略研究.pdf

1、曝氣系統(tǒng)是活性污泥和生物接觸氧化等污水好氧生物處理過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是主要的耗能單元。由于溶解氧過程存在非線性、時變等特性，難以精確建模，所以在采用傳統(tǒng)控制策略的曝氣系統(tǒng)中，常出現(xiàn)溶解氧濃度控制精度不高，設(shè)定值較大和能耗較高等問題。針對這些特點及存在問題，論文進(jìn)行了曝氣系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化控制策略的研究。
　　首先，對曝氣系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了總結(jié)和分類，分析了相關(guān)節(jié)能原理。運用化學(xué)反應(yīng)物料平衡方程，結(jié)合污水處理廠進(jìn)水流量和濃度的變化規(guī)律建

2、立了溶解氧過程的機(jī)理模型。針對溶解氧在線測量儀存在的滯后時間長和響應(yīng)時間長等問題，通過研究溶解氧在線測量儀的動態(tài)響應(yīng)特性，建立了溶解氧反饋值的預(yù)測模型。
　　其次，針對ON-OFF控制波動較大，出水不能時時達(dá)標(biāo)，鼓風(fēng)機(jī)基本處于最大負(fù)荷，能耗較高等問題，通過降低電機(jī)轉(zhuǎn)速和調(diào)整ON-OFF控制的動作閾值逐步進(jìn)行優(yōu)化。對優(yōu)化經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，提出了模糊ON-OFF控制。仿真研究表明，采用模糊ON-OFF控制策略后，啟停次數(shù)減少，可以做到出水

3、時時達(dá)標(biāo)，節(jié)能1.01％。
　　然后，針對固定參數(shù)的PID控制器，很難保證溶解氧過程控制作用的時時最優(yōu)，導(dǎo)致溶解氧濃度設(shè)定值較高，能耗較高等問題，通過模糊推理在線整定PID參數(shù)，提高了控制精度，改善了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能，并用氨氮模糊前饋控制策略來對設(shè)定值進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到了節(jié)能28.3％的效果。
　　最后，針對溶解氧過程在基于模型的控制方面研究較少的問題，運用漸消記憶遞推最小二乘法進(jìn)行模型在線辨識，對溶解氧過程的廣義預(yù)測控制進(jìn)行了研究