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污水处理中智能控制的有效运用

2019/08/08 阅读:

摘要:随着社会不断的发展和工业现代化,国家用水量不断增加,水资源短缺严重,水污染越来越严重,水环境越来越差。保护环境是我国基本的国策,水污染处理是一项重要的环保事业。近年来,我国的污水处理行业不断扩大,污水处理系统在不断的建设中,但是随着工业废水和生活废水量的不断加大,传统的污水处理系统已经不能满足需求。现在智能控制技术的快速发展,智能控制在水污染处理上的运用不断深入,本文分析了智能控制在污水处理具体有哪些有效运用,旨再为同行提供一些参考。

关键词:智能控制;污水处理;模糊控制;专家系统

因为污水处理过程具有时变性、非线性和复杂性等特点,所以传统的人工控制污水处理系统存在一定的局限性。智能控制能实现污水处理完全自动化,大大提高污水处理的效率,同时能降低污水处理的费用。但是目前智能自动化污水处理技术还在不断的深入研究中,没有广泛的运用在污水处理厂。智能控制在污水处理设备和工艺上有了高效的运用,为实现污水处理智能自动化加快了速度。

1我国污水处理工艺设备和技术

我国污水主要来源有四个方面:一是城市生活废水;二是工业废水;三是商业废水;四是表面径流来自雨水、雪水、高速公路下水等;根据废水的特点处理工艺流程上有所不同。污水处理方法一般有四类方法,它们分别是物理法、化学法、生物法、物理化学法。四种方法针对的污水所需要处理的污染物不同,用到的工艺设备和技术也不同。

1.1物理处理法的工艺设备和技术

物理法是通过分离的方法使污水中的部分杂质去除,分离方法有沉降、上浮等,使得污水中的不溶解悬浮状的污染物可以有效的去除。活性炭吸附法也属于物理处理方法的一种。物理法用到的工艺设备一般包括分离装置,有离心分离机和水旋分离器、格栅、筛网、砂滤池、微孔滤机等。沉降上浮物处理装置一般包括沉砂池、沉淀池、隔离池、气浮池等。

1.2化学处理法的工艺设备和技术

化学法是通过加入一定的药剂和污水里面需要处理的污染物发生化学反应,达到出去污水中一些溶解状态、胶状状态的污染物,或者是通过化学反应生成无害物质。一般有混凝、中和反应、氧化还原反应。化学处理法用到的设备一般包括投药、混合、反应设备根据化学反应的不同有各种设备。工艺技术一般有中和,氧化,还原,分解,混凝,化学沉淀等。

1.3生物处理法的工艺设备和技术

生物法是通过微生物的代谢作用,可以理解用微生物来分解或者微生物以污染物为食物来把污水中的一些有机污染物去除或转化成无害的物质。根据有机污染物的不同可以分为需氧微生物处理和厌氧微生物处理两种。生物处理法根据需氧和厌氧有不同的设备,需氧一般有活性污泥法装置、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池、生物流化床等设备。厌氧需要消化池设备。

1.4物理化学法的工艺设备和技术

物理化学法是物理化学的分离过程。把污水里面的污染物质经过相转移作用来达到来处理的目的。方法一般包括吸附法、离子交换法、膜分离法。物理化学技术一般包括吹脱、气提、萃取、蒸发、结晶、冷冻、反渗透、电解渗透析等。物理化学法所用到的设备一般有吸附塔,再生设备等。每种方法都有自己的优缺点,根据污水的特性和处理后要达标的情况不同,污水处理厂选择最优化的处理方法。

2智能控制污水处理的基本状况

随着污水处理的量越来越大,我国对水质达标要求的越来越严格,传统的污水处理系统都很难满足需求。一方面污水控制系统技术上的不足,导致污染物处理的不彻底,水质难以达标;另一方面污水处理上的专业人才跟不上,污水处理能力下降,污水处理成本很高。智能控制系统在污水处理系统上可以更加先进,能有效的调控污水处理参数,能用最经济的办法处理最大量的污水,同时保持水质稳定。发达国家的智能控制技术已经在污水处理上运用广泛,我国的智能控制系统距国外还有一定的差距。国内已经有多家污水处理厂采用了先进的智能控制系统,在污水处理上取得的较好的效果。

3智能控制在污水处理中的有效运用

3.1模糊控制系统在污水处理中的有效运用

传统的污水处理过程只能是对时间程序和流量程序作出控制,但是污水处理过程具有时变形、非线性、复杂性等特点,所以传统的控制在这方面会显得不足,一方面污水处理设备需要定时启动造成损伤和能源的浪费,另一方面污水的参数不尽兴同,造成处理结果不达标。模糊控制通过对污水的参数模糊化,这些参数包括污水量、DO、污泥回流比、曝气量等等,模糊控制通过对这些参数的控制,可以提高污水处理系统的运作效率,同时保证污水处理后水质达标。拿我们熟悉的SBR法为例,SBR工艺作为一种活性污泥工艺,它有自己的优缺点,优点是污水适应性强,工艺流程简单,有进水、曝气、沉淀、排水、待机五个过程,建设费用较低。缺点是运行稳定性差,容易发生污泥膨胀和污泥流失,分离效果不够理想。如果是传统的控制系统需要大量的专业人才来进行操作,有了模糊控制系统的运用,通过对进水参数和曝气量和排水参数进行模糊化,可以有效的去除SBR的缺点,分离效果大大提高,同时有了智能控制系统,运行稳定,不需要大量专业人口操作,可以实现智能自动化操作。

3.2专家系统控制在污水处理中的有效运用

我国污水处理厂有几千家,每个污水处理厂根据自身的特点和所需要处理的污水特性来设计污水厂的方案。在这个过程中,每个污水处理工程师都有自己的习惯和偏好,所以做出的设计方案也带有一点的偏向性,不一定是最优方案。一个污水处理厂的建成,关系到很多方面,有经济成本,工艺设计的可行性、环境影响、社会价值等等。所以污水处理厂的建设是一件重要的事情。专家系统控制在污水处理厂的建设上有很好的运用。专家系统控制包括人机接口、知识库、推理机、解释机、综合数据库、知识获取机几个方面。专家系统控制可以给污水处理厂的建设和污水处理系统的建设提供最优的方案,这个方案是不考虑人为因素,而是根据污水处理厂的指标和专家系统中的综合数据库对比,通过专家系统的推理机把最合适的方案选出来。随着专家知识库近年来的不断丰富,能作为参考的指标越来越多,通过专家系统控制提供的方案会越来越精确。专家系统控制有效的提供了污水处理厂在建设的效率。

3.3神经网络技术在污水处理中的有效运用

我国污水处理量日渐增多,但是污水处理耗能也是居高不下,传统的污水处理系统在控制耗能上显得力不从心。如何优化污水处理控制方案,减少污水处理成本一直是我国污水处理专家在研究的。近年来,随着智能控制技术的不断发展,神经网络技术在多动态优化控制污水处理上效果突出,可以大大降低污水处理的耗能问题。神经网络技术在污水处理过程中的主要运用是能具有强大的计算能力和兼容性,能适应环境的改变,对一些污水处理参数可以精确化的计算,从而有效的控制污水处理系统运行。这一表现在厌氧系统控制得到很好的运用,厌氧系统要对污水含量不停的精确进行测量,从而保证处理系统的稳定运行。有了神经网络技术,可以有效的进行测量,智能化的测量从而进行调控,可以有效控制污水处理的正常运行。结束语污水处理现在是我国的环保重点项目,智能控制技术的有效运用给污水处理带来了极大的便捷,有效降低了污水处理的成本,同时提高污水处理效率,我国还要不断深入研究智能控制技术在污水处理的更多运用。

参考文献

[1]孔丁绯,徐晓骏.浅谈污水处理中智能控制的应用及要点[J].智能城市,2017(1).

[2]张丽丽,徐俊,强璐,廖文俊.专家系统在污水处理工艺选择中的应用现状和发展[J].四川环境,2015.

[3]朱维璐,闫彩红.模糊控制技术在污水处理中的运用[J].安全与环境工程,2012(7).

作者:朱仁官 单位:上海浦东新区科技创新促进中心

污水处理中智能控制的有效运用

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