废水处理pH值控制系统研究范文

1控制器设计

为克服其非线性、大滞后性，便于生产工艺实现，通过对好氧池出水采样中和滴定实验获得理想滴定曲线。借鉴经典理论中前馈+反馈复合控制系统，设计控制器结构如图2所示。此控制器前馈控制环节基于实际废水采样中和滴定实验所得中和曲线为静态模型，即pH=f(Ki)，求逆得Ki=f－1(pH)，输出ui=Ki×Q;其中Ki为所加中和试剂碳酸钠的摩尔浓度，Q为好氧池进(出)水流量(即系统废水进水量与回流水量之和)。将系统干扰因素(即好氧池进水流量、好氧池pH值)引入控制器前馈控制环节，利用其超前性克服系统滞后性，利用静态逆模型抑制系统非线性，通过乘积关系抑制系统主要外部干扰，起到抑制pH值波动在给定范围内。针对前馈控制环节的超前特性，反馈控制环节采用传统PI控制方案(即u2=Kp×(e+∫edt))，从而小静差，满足控制精度和防止振荡，最终与前馈控制环节运算结果相加作用于加碱流量调节装置，达到克服静差、改善动态性能和精确控制的目的，实现工艺控制的及时性、高效性、稳定性和精确性。

2控制器的实现

为实现此控制方案，利用工艺原有流量计、pH计和加碱流量调节装置与ABBACF800DCS系统建立的信息传输，无需在硬件方面增加投资，只需将实测的中和滴定曲线制成pH与Ki的对应关系表，存入DCS系统中，建立相应逻辑和计算关系，并严格按照中和滴定过程所用试剂浓度规定碱池中碳酸钠和稀释水的投放量，保障整个系统控制的精确性。首先，将pH值在6．5～8．0之间划分为10个区段，各区段分别对应中和滴定曲线上中和单位废水所需加碱量，经单位和浓度换算转换为10个计算系数，通过缺氧池出水pH值和各区段pH值的对比，确定当前计算所用相应系数Ki;然后，计算此时好氧池出水流量与当前pH值对应计算系数Ki的乘积，得到前馈控制输出，再直接调用ABBACF800DCS系统自带PI控制模块完成反馈控制计算，并将计算结果与前馈控制计算结果相加;最后将最终结果作为控制输出送至执行机构，完成加碱量的自动调节。(1)整套A/O工艺均采用溢流反应，其好氧池出水量近似等于缺氧池进水量(FL1011)与回流水量(FL1012)之和，无需在好氧池进口加装任何流量装置。(2)当pH值持续下降直至下降6．5以下时，硝化反应被抑制，可排除因硝化反应导致pH值的降低，系统应报警提示，以便岗位及时查找原因。(3)当pH值大于8时，其回流水可能影响到缺氧池反硝化反应，系统应立即停止加碱泵，并发出报警提示，以便岗位及时查找原因。

3运行效果

该方案在3#废水处理系统实施后，根据运行情况取pH设定值由7．0跃变为7．5和由7．5跃变为7．0时的两段变化曲线，见图5。该系统静态误差在±0．2以内，超调量最大为0．3，具有良好的精确度和鲁棒性，达到了预期的控制精度，稳定性能较好。由于预处理工艺和回流稀释水的存在，确保缺氧池及其出水pH变化可稳定在滴定曲线范围内，是自动控制系统得以稳定、精确运行的基础。根据宣钢焦化厂废水处理工艺实际运行经验，当设定pH值为7．3时出水各项指标最优，在提高整个系统缓冲能力的同时优化控制了碳酸钠的投放量，并很大程度降低了岗位操作人员的重复性操作。

作者：康玉龙 张笑冰 单位：河北钢铁集团 宣钢公司 焦化厂