曝气系统控制方法的研究

摘要

近年来，我国社会经济发展迅猛，污水废水的排放量与日俱增，对于污水的处理技术受到广泛地重视。曝气系统是整个污水处理过程中的关键部分，对于稳定出水水质和节约运行成本起着非常重要的作用。所以，研究污水处理过程中曝气系统的控制方法具有非常重要的理论意义和工程实用价值。
　　本文以某企业污水处理厂工程情况为实例，通过前期调研和考察，依据污水处理现场的实际情况以及工程设计要求，以深化污水处理、稳定出水水质、保障安全生产、降低污水处理成本为出发点，研究曝气系统控制方法。在确定采用A/O工艺的基础上，分析工艺流程和参数。通过对整个污水处理系统运行参数进行深入分析，最后确定以溶解氧浓度DO值作为曝气控制系统的主要控制指标。针对于污水处理过程中进水量的不确定性，以及系统存在时变性和大滞后等问题，本文建立了污水处理曝气控制的近似数学模型，并分析了目前工业中常采用的曝气控制方法，然后介绍了采用模糊PID控制策略，实现对曝气系统曝气量的准确调节，从而进一步提高污水处理效率并节约运行成本。采用MATLAB/Simulink软件搭建曝气系统模糊PID控制策略仿真模型，并对其控制效果进行具体的仿真分析，仿真结果表明：与常规串级PID控制相比，在模糊PID控制器作用下，系统整体性能得到较大的改善，基本上实现了无超调，并具有更快的响应速度以及系统能够更早地稳定。
　　最后，将介绍的模糊PID控制方法投入运用到某企业污水处理厂曝气系统曝气量的调节过程中，对污水处理中的溶解氧浓度、进出水水质、鼓风机能耗等实际运行数据进行分析，验证了模糊PID控制的有效性及良好的控制效果，具有非常重要的工程实用价值。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外污水处理现状分析

1.3 曝气系统控制方法的研究现状

1.4 本文的主要研究内容

2 A/O工艺及工艺参数分析

2.1 污水处理过程及主要工艺

2.2 A/O工艺

2.3 本章小结

3 曝气控制系统建模分析

3.1 曝气控制问题分析

3.2 曝气控制参数的选取

3.3 鼓风曝气过程模型的建立

3.4 常规的曝气控制方法

3.5 本章小结

4 曝气系统的控制器设计

4.1 曝气系统模糊PID控制

4.2 溶解氧回路模糊PID控制器设计

4.3 曝气系统模糊PID控制仿真分析

4.4 本章小结

5 曝气控制系统的应用及效果

5.1 曝气控制系统概述

5.2 曝气系统控制效果分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢