污水處理廠曝氣系統(tǒng)的控制研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市污水的產(chǎn)生及其數(shù)量在不斷的增長，污水處理行業(yè)越來越受到人們的重視。目前污水處理多采用生物處理技術(shù)，即依靠微生物的生化反應(yīng)分解污水中的有機物，通過曝氣維持生物好氧環(huán)境是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，曝氣量的多少直接影響到出水水質(zhì)和污水廠的能耗，所以曝氣系統(tǒng)控制的研究具有重要現(xiàn)實意義。
　　本文以污水處理廠生物處理系統(tǒng)為研究背景，深入研究了活性污泥處理工藝中的曝氣系統(tǒng)。通過對污水水質(zhì)指標(biāo)檢測情況的分析，確定了將溶解氧濃度作為

2、曝氣過程的控制參數(shù)。由于污水輸入量為隨機變量，其外部環(huán)境具有許多不確定因素，如水質(zhì)、水量、水溫等因素的變化，而且微生物生化反應(yīng)的機理和溶解氧的動態(tài)平衡過程非常復(fù)雜，滯后時間較長，具有非線性、時變等特點，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型。本文在近似處理和經(jīng)驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立了近似模型，并結(jié)合工藝過程分析了目前大多數(shù)污水廠采用的單回路PID和串級PID控制系統(tǒng)。由于模糊控制不依賴于被控對象的精確模型，本文嘗試在串級PID控制的基礎(chǔ)上引入模糊控制，構(gòu)成

3、模糊PID控制器來整定曝氣系統(tǒng)主控回路的PID參數(shù)，這樣既保持了PID控制器的結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強的優(yōu)點，又能在線調(diào)整PID控制器的參數(shù)，以適應(yīng)曝氣過程模型參數(shù)的變化。為了簡化模糊控制器初始論域的確定并提高控制精度，又引入了變論域思想，構(gòu)成變論域模糊PID控制器，對曝氣系統(tǒng)進(jìn)行控制。
　　最后，通過Matlab仿真實驗分析了曝氣系統(tǒng)變論域自適應(yīng)模糊PID控制的跟蹤性能，結(jié)果表明，設(shè)計的變論域模糊PID控制器超調(diào)量較小，調(diào)節(jié)時間短，對