CN1387099A - Sbr工艺模糊控制方法及控制装置 - Google Patents

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彭永臻
王淑莹
曾薇
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彭永臻
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Abstract

一种SBR工艺模糊控制方法及控制装置,方法步骤如下:(1)、在污水处理系统中放置氧化还原电位(ORP)传感器、溶解氧浓度(DO)传感器和pH值传感器,采集ORP、DO和pH值信号;(2)、将采集的信号经ORP测定仪、DO测定仪和pH测量计,作为模糊控制参数,输入模糊控制装置主机;(3)、主机将输入的信号转换成数字信号,再经中央处理器信号处理后,将数字信号转换成模糊控制信号;(4)将模糊控制信号输出至执行机构;(5)执行机构指挥曝气继电器、进水继电器、出水继电器对污水处理系统的曝气量和反应时间进行在线控制。准确地把握有机物降解反应过程进行的程度,及时地采取相应措施,确保出水水质达标,并节省运行费用,实现自动智能化控制。

Description

SBR工艺模糊控制方法及控制装置
技术领域
本发明涉及一种污水处理系统去除有机污染物的控制方法及装置。
背景技术
间歇式活性污泥水处理法，简称SBR工艺，是一种常用的污水生物处理工艺。通过控制不同的运行条件可以在一个反应器内完成去除有机物、脱氮除磷等生化反应过程，处理效率高，特别适用于处理水质水量变化很大的小城镇污水和水质水量变化大甚至是间歇排放的工业废水。已有的SBR工艺，采用的是传统的时间程序控制方法，即预先设定好各个反应阶段的时间和所需曝气量，预先设定SBR各个反应阶段所需要的时间，不能在线控制。由于活性污泥法污水处理系统微生物的作用，城市污水或高浓度的有机废水的水质、水量随时间变化很大，不同水质的原水所需的曝气量也不相同，有时原水有机物浓度相差几倍或十几倍，属于复杂的动态系统，具有高度的时变性和非线性，采用相同的反应时间显然不合理。当原水有机污染物浓度较高时，则反应时间较短而使出水水质不达标；当原污水有机污染物浓度较低时，则反应(曝气)时间较长而浪费能耗，而且容易引发低负荷污泥膨胀。
模糊控制(Fuzzy Control)是智能控制的重要组成部分与支柱。自zadeh提出模糊集合理论和Mamdani(1975)发表了第一篇关于模糊控制的论文以来，模糊控制在工程中的应用日益广泛与深入。由于污水水质、水量变化很大，在水处理中的研究与应用仍处于空白状态。
技术内容
本发明解决SBR工艺去除有机污染物COD过程的在线自动控制问题。根据进水有机污染物浓度变化灵活地改变与调节反应时间，并控制反应过程中的曝气量处于合适的水平。
本发明的SBR工艺的模糊控制方法，其特征是模糊控制有以下步骤：
(1)、在污水处理系统中放置氧化还原电位(ORP)传感器、溶解氧浓度(DO)传感器和pH值传感器，采集能够间接反映水质变化的ORP、DO和pH值信号；
(2)、将采集的ORP、DO和pH值信号经ORP测定仪、DO测定仪和pH测量计，作为SBR法降解有机污染物反应过程的模糊控制参数，输入模糊控制装置主机；
(3)、模糊控制装置主机将输入的信号经模拟数字转换器A/D，转换成数字信号，再经中央处理器信号处理后，将数字信号经过数字模拟转换器D/A转换成模糊控制信号；
(4)将模糊控制信号经模糊控制装置主机输出至执行机构；
(5)执行机构指挥曝气继电器、进水继电器、出水继电器对污水处理系统反应过程的曝气量和反应时间进行在线控制。
上述(3)中的中央处理器的信号处理包括控制量偏差计算、模糊化计算、模糊控制规则、模糊控制推理、非模糊化计算的过程。
一种SBR工艺的模糊控制装置，包括由存储器、中央处理器、输入端和输出端组成的主机，其特征在于：
主机的输入端通过数据信号输入接口，连接ORP测定仪、DO测定仪和pH测量计，上述ORP测定仪、DO测定仪和pH测量计又分别连接污水处理系统内的氧化还原电位(ORP)传感器，溶解氧浓度(DO)传感器和pH值传感器；
主机的输出端通过数据信号输出接口，连接控制污水处理系统曝气量、曝气时间、进出水的执行机构。
上述执行机构包括电源、变压器和在线控制污水处理系统的曝气继电器、进水继电器、出水继电器，上述三个继电器经接口与模糊控制装置的主机连接。
本发明的工作原理和过程：
(1)选择能够在线检测，响应时间短，精确度较高的氧化还原电位(ORP)，溶解氧浓度(DO)和pH值作为SBR法降解有机污染物反应过程的被控制变量。并通过大量反复的试验，明确在有机物降解反应过程中ORP，DO浓度和pH值变化规律，以及与上述各生化反应之间的定量关系，考察DO、ORP和pH作为SBR降解有机物过程曝气量和反应时间的模糊控制参数的可行性。
(2)根据上述试验结果，将ORP，DO和pH在上述生化反应过程中的变化用模糊变量来表示，即将被控制变量进行模糊化处理，得到模糊集合向量。
(3)在试验基础上，分析ORP，DO和pH这三个被控制变量与生化反应的关系，建立以模糊语言表示的模糊控制推理的合成规则和模糊控制规则。模糊控制规则的好坏直接关系到在线模糊控制的质量，因此，还需要通过模拟试验反复修改模糊控制规则。
(4)在模糊控制规则的指导下，经过模糊决策后，得到模糊控制变量；为了对被控制对象SBR处理系统施加精确的控制，还需要将模糊控制变量转换为可以执行的准确量，这就是设计模糊控制系统所必须的非模糊化处理。
(5)设计在线模糊控制的计算机算法及其程序：将原始检测数据的采集与处理，上述模糊控制过程，用执行机构直接对SBR反应过程进行控制等整个运行过程，用计算机及其软件系统来实现。
(6)通过模拟试验来修改完善SBR法在线模糊控制系统：模拟试验是检验控制系统性能好坏的唯一标准，通过SBR法模糊控制的模拟试验结果，修改其控制系统的某一部分或者全部，并且这一修改过程要反复进行，直到满足可靠性、适应性和良好地维护性。
有益效果：选择能够在线检测、响应时间短、精确度较高的氧化还原电位ORP、溶解氧浓度DO和pH值作为控制参数，间接反映曝气池中有机污染物浓度COD变化，自动智能控制反应过程，根据原水水质水量的变化实时控制各个生化反应所需时间和适宜的曝气量，实现具有智能化的控制，保证出水水质的前提下节省能耗。
模糊控制的显著特点是在建立模糊控制规则时可利用人的知识和经验以及新的研究成果，让计算机模拟人脑对模糊事物的处理能力，进而完成其它控制方式无法处理的模糊信息，实现具有智能化的模糊控制。
该发明的模糊控制器以ORP、DO和pH值作为间接的被控变量，根据原水水质、水量变化，实时控制有机物降解所需的反应时间以及曝气过程所需曝气量，通过0RP、DO浓度和pH值多变量实时变化和在线模糊控制，准确地把握有机物降解进行的程度，及时地采取相应措施。该控制系统具有初步的自适应、自组织与自学习功能，可大大提高SBR工艺过程的计算机自动控制水平，确保出水水质达标、节省运行费用。ORP、DO和pH等传感器不仅能在线检测、响应时间短、而且精度高、便于与计算机接口。根据这三个被控变量设计的模糊控制器，避免传统控制方法的缺点，提高SBR处理系统的可靠性，为进一步实现普通活性污泥法的在线模糊控制奠定基础。本发明可广泛应用于中小城镇城市污水或有机工业废水的处理，特别适用于已采用SBR工艺的污水处理厂或准备采用SBR工艺的污水处理厂。
附图说明
图1是本发明SBR工艺模糊控制方法的步骤示意图；
图2是SBR工艺模糊控制装置的结构示意图。
图中：1-电源、2-变压器、3-执行机构、4-进水继电器、5-出水继电器、6-曝气继电器、7-溶解氧浓度(DO)传感器、8-氧化还原电位(ORP)传感器、9-pH值传感器、10-接口、11-污水处理系统、12-DO测定仪、13-ORP测定仪、14-PH测量计、15-主机接口、16-主机、17-光驱、18-软驱、19-电源开关、20-打印机接口、21-显示器接口。
具体实施方式
本发明的SBR工艺的模糊控制方法的步骤：
(1)、在污水处理系统中放置氧化还原电位(ORP)传感器、溶解氧浓度(DO)传感器和pH值传感器，采集ORP、DO和pH值信号；
(2)、将采集的ORP、DO和pH值信号经ORP测定仪、DO测定仪和pH测量计，作为SBR法的模糊控制参数，输入模糊控制装置主机；
(3)、模糊控制装置主机将输入的信号经模拟数字转换器A/D，转换成数字信号，再经中央处理器信号处理后，将数字信号经过数字模拟转换器D/A转换成模糊控制信号；中央处理器信号处理包括控制量偏差计算、模糊化计算、模糊控制规则、模糊控制推理、非模糊化计算。
(4)将模糊控制信号经模糊控制装置主机输出至执行机构；
(5)执行机构指挥曝气继电器、进水继电器、出水继电器对污水处理系统反应过程的曝气量和反应时间进行在线控制。
这种SBR工艺的模糊控制装置，包括由存储器、中央处理器、输入端和输出端组成的主机16，主机上有光驱17、软驱18、电源开关19、打印机接口20、显示器接口21。其主机的输入端通过数据信号输入接口，连接ORP测定仪13、DO测定仪12和pH测量计14，上述ORP测定仪、DO测定仪和pH测量计又分别连接污水处理系统内的氧化还原电位(ORP)传感器7、溶解氧浓度(DO)传感器8和pH值传感器9；主机的输出端通过数据信号输出接口，连接控制污水处理系统曝气量、曝气时间、进出水的执行机构3。执行机构包括电源1、变压器2和在线控制污水处理系统的曝气继电器6、进水继电器4、出水继电器5，上述三个继电器经接口与模糊控制装置的主机16连接，由接口10与污水处理系统11连接。

Claims (4)

1、一种SBR工艺模糊控制方法，其特征是模糊控制有以下步骤：
(1)、在污水处理系统中放置氧化还原电位(ORP)传感器、溶解氧浓度(DO)传感器和pH值传感器，采集能够间接反映水质变化的ORP、DO和pH值信号；
(2)、将采集的ORP、DO和pH值信号经ORP测定仪、DO测定仪和pH测量计，作为SBR法降解有机污染物反应过程的模糊控制参数，输入模糊控制装置主机；
(3)、模糊控制装置主机将输入的信号经模拟数字转换器A/D，转换成数字信号，再经中央处理器信号处理后，将数字信号经过数字模拟转换器D/A转换成模糊控制信号；
(4)将模糊控制信号经模糊控制装置主机输出至执行机构；
(5)执行机构指挥曝气继电器、进水继电器、出水继电器对污水处理系统反应过程的曝气量和反应时间进行在线控制。
2、根据权利要求1所述的SBR工艺模糊控制方法，其特征在于：所述(3)中的中央处理器的信号处理包括控制量偏差计算、模糊化计算、模糊控制规则、模糊控制推理、非模糊化计算的过程。
3、一种SBR工艺模糊控制装置，包括由存储器、中央处理器、输入端和输出端组成的主机，其特征在于：
主机的输入端通过数据信号输入接口，连接ORP测定仪、DO测定仪和pH测量计，上述ORP测定仪、DO测定仪和pH测量计又分别连接污水处理系统内的氧化还原电位(ORP)传感器，溶解氧浓度(DO)传感器和pH值传感器；
主机的输出端通过数据信号输出接口，连接控制污水处理系统曝气量、曝气时间、进出水的执行机构。
4、根据权利要求3所述的SBR工艺模糊控制装置，其特征在于：所述执行机构包括电源、变压器和在线控制污水处理系统的曝气继电器、进水继电器、出水继电器，上述三个继电器经接口与模糊控制装置的主机连接。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101369135B (zh) * 2007-08-14 2010-11-10 上海大地自动化系统工程有限公司 污水处理智能管理系统
CN101531983B (zh) * 2009-04-17 2011-05-04 北京工业大学 一种处理生活污水亚硝化好氧颗粒污泥的培养方法
CN101048710B (zh) * 2004-08-27 2011-06-08 阿尔斯托姆科技有限公司 工艺参数均值相对于期望值的级联控制
CN101493705B (zh) * 2009-01-19 2011-11-16 储岳海 酸碱中和控制器
CN102276119A (zh) * 2011-07-21 2011-12-14 北京工业大学 一种低碳氮比村镇污水处理优化脱氮过程控制系统及方法
CN100999359B (zh) * 2006-01-10 2012-01-04 酷了绿色环境株式会社 废水处理方法和废水处理装置
CN102502965A (zh) * 2011-11-29 2012-06-20 北京工业大学 一种早期垃圾渗滤液生物处理工艺的控制方法和装置
CN102830720A (zh) * 2012-08-29 2012-12-19 华南理工大学 基于模糊融合控制技术的污水溶解氧浓度控制方法
CN106145341A (zh) * 2016-08-26 2016-11-23 辽宁工业大学 一种城市垃圾填埋场厌氧折流板反应器及其控制方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101048710B (zh) * 2004-08-27 2011-06-08 阿尔斯托姆科技有限公司 工艺参数均值相对于期望值的级联控制
CN100999359B (zh) * 2006-01-10 2012-01-04 酷了绿色环境株式会社 废水处理方法和废水处理装置
CN101369135B (zh) * 2007-08-14 2010-11-10 上海大地自动化系统工程有限公司 污水处理智能管理系统
CN101493705B (zh) * 2009-01-19 2011-11-16 储岳海 酸碱中和控制器
CN101531983B (zh) * 2009-04-17 2011-05-04 北京工业大学 一种处理生活污水亚硝化好氧颗粒污泥的培养方法
CN102276119A (zh) * 2011-07-21 2011-12-14 北京工业大学 一种低碳氮比村镇污水处理优化脱氮过程控制系统及方法
CN102502965A (zh) * 2011-11-29 2012-06-20 北京工业大学 一种早期垃圾渗滤液生物处理工艺的控制方法和装置
CN102502965B (zh) * 2011-11-29 2013-09-25 北京工业大学 一种早期垃圾渗滤液生物处理工艺的控制方法和装置
CN102830720A (zh) * 2012-08-29 2012-12-19 华南理工大学 基于模糊融合控制技术的污水溶解氧浓度控制方法
CN102830720B (zh) * 2012-08-29 2014-09-10 华南理工大学 基于模糊融合控制技术的污水溶解氧浓度控制方法
CN106145341A (zh) * 2016-08-26 2016-11-23 辽宁工业大学 一种城市垃圾填埋场厌氧折流板反应器及其控制方法
CN106145341B (zh) * 2016-08-26 2022-09-30 辽宁工业大学 一种城市垃圾填埋场厌氧折流板反应器及其控制方法

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