模糊控制策略在污水处理曝气环节中的应用.pdf

2012年5月1日现代电子技术May2012
第35卷第9期ModernElectronicsTechniqueVol_35No．9

模糊控制策略在污水处理曝气环节中的应用

师光辉，谌海云，赵芳
(西南石油大学电气信息学院，四川成都610500)

摘要：设计和实现了一种污水处理模糊控制系统，该系统通过在线检测DO的浓度来调节曝气量，利用PLC良好的控
制功能设计SBR法模糊控制系统，详细论述了控制算法及软件实现流程。控制算法采用模糊控制，对强时滞、非线性的污水
处理过程具有很好的控制效果，通过Matlab软件仿真，证明了模糊控制器能够明显提高系统的动态性能和稳态精度。模糊
控制策略能提高污水处理的效率，降低污水处理成本，为SBR污水处理自动控制提供了一个新的工程方法。
关键词：溶解氧；污水处理；模糊控制；PLC；Matlab
中图分类号：TN911．7—34；TP273．4文献标识码：A文章编号：1004—373X(2012)09—0153—04

Applicationoffuzzycontrolstrategyinaerationsectorofsewagetreatment

SHIGuang—hui，CHENHai-yun，ZHAOFang

(SchoolofElectronicInformation，SouthwestPetroleumUnversty，Chengdu610500，China)

Abstract：Fuzzycontrolsystemofsewagetreatmentwasdesignedandimplemented．Theaerationisadjustedthrough

on-linedetectionoftheDOconcentration．TheSBRmethodfuzzycontrolsystemisdesignedbyusingPLCwiththegoodcon—

tro1．Thecontro1algorithmandsoftwareflowaredescribed．Fuzzycontrollerdesignedforthesewagetreatmentcoursebrings

goodcontroleffect．Finally，simulationresultsshowthatthefuzzycontrollercanimprovesignificantlythedynamicperfor—

manceandstableprecisionofthesystem．Thestrategyoffuzzycontrolcanreducethecostofsewagetreatment．Itprovidesa

newautomaticcontro1engineeringapproachfortheSBRwastewatertreatment．

Keywords：dissolvedoxygen；sewagetreatment；fuzzycontrol；PLC；Matlab

氧量(BoD)和化学需氧量(COD)是重要的水质指标。
0引言
BOD是指在有氧条件下，降解有机物所需的氧量。
随着经济发展和城市化进程的加快，城市污水的排cOD是指在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化成
放问题日益受到重视，水环境污染成了一大难题。如何CO，HO所消耗的氧量。BOD的测定只能人工离线
有效地解决城市污水的处理问题，已成为我国可持续发完成，需费时5天，且测定结果易受多种因素影响，误差
展及科学发展战略的重要课题之一。SBR(序列间歇式较大。COD的检测比较精确，但方法繁琐，耗时约2h。
活性污泥法)污水处理工艺是生物处理法的一种，是虽然有COD浓度在线检测仪，但仍存在滞后(30rnin左
一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，
右)，测量结果严重滞后于实际运行时间，不能及时反映
是当今世界污水处理研究试验的新技术。由于污水处
实际情况。另外，COD仪的价格也较昂贵，增加了控制
理是一个复杂的生化反应过程，难以用数学模型进行准
系统的成本。所以有必要找出简单、可行的控制
确描述，因此在污水处理过程控制选择恰当的控制策略
参数。
就显得尤为重要。SBR也称序批式活性污泥法，它由
通过实验分析DO与COD的相关性，说明用DO
一个或多个SBR池组成，运行时，废水分批进入池中，
作为有机污水处理过程和处理终点的控制参数是可行
依次经历进水、曝气反应、沉淀、排水、闲置五个独立阶
的。相对现实条件来说，DO的在线检测简单、可靠、价
段。进水、排水用水位控制，反应和沉淀用时间控制，

一廉，易与计算机配合，完成检测、判断、决策、动作一系列
个运行周期的时间依负荷及出水要求而异口]。
自动控制过程