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摘要:隨著社會不斷的發展和工業現代化,國家用水量不斷增加,水資源短缺嚴重,水污染越來越嚴重,水環境越來越差。保護環境是我國基本的國策,水污染處理是一項重要的環保事業。近年來,我國的污水處理行業不斷擴大,污水處理系統在不斷的建設中,但是隨著工業廢水和生活廢水量的不斷加大,傳統的污水處理系統已經不能滿足需求?,F在智能控制技術的快速發展,智能控制在水污染處理上的運用不斷深入,本文分析了智能控制在污水處理具體有哪些有效運用,旨再為同行提供一些參考。
關鍵詞:智能控制;污水處理;模糊控制;專家系統
因為污水處理過程具有時變性、非線性和復雜性等特點,所以傳統的人工控制污水處理系統存在一定的局限性。智能控制能實現污水處理完全自動化,大大提高污水處理的效率,同時能降低污水處理的費用。但是目前智能自動化污水處理技術還在不斷的深入研究中,沒有廣泛的運用在污水處理廠。智能控制在污水處理設備和工藝上有了高效的運用,為實現污水處理智能自動化加快了速度。
1我國污水處理工藝設備和技術
我國污水主要來源有四個方面:一是城市生活廢水;二是工業廢水;三是商業廢水;四是表面徑流來自雨水、雪水、高速公路下水等;根據廢水的特點處理工藝流程上有所不同。污水處理方法一般有四類方法,它們分別是物理法、化學法、生物法、物理化學法。四種方法針對的污水所需要處理的污染物不同,用到的工藝設備和技術也不同。
1.1物理處理法的工藝設備和技術
物理法是通過分離的方法使污水中的部分雜質去除,分離方法有沉降、上浮等,使得污水中的不溶解懸浮狀的污染物可以有效的去除?;钚蕴课椒ㄒ矊儆谖锢硖幚矸椒ǖ囊环N。物理法用到的工藝設備一般包括分離裝置,有離心分離機和水旋分離器、格柵、篩網、砂濾池、微孔濾機等。沉降上浮物處理裝置一般包括沉砂池、沉淀池、隔離池、氣浮池等。
1.2化學處理法的工藝設備和技術
化學法是通過加入一定的藥劑和污水里面需要處理的污染物發生化學反應,達到出去污水中一些溶解狀態、膠狀狀態的污染物,或者是通過化學反應生成無害物質。一般有混凝、中和反應、氧化還原反應?;瘜W處理法用到的設備一般包括投藥、混合、反應設備根據化學反應的不同有各種設備。工藝技術一般有中和,氧化,還原,分解,混凝,化學沉淀等。
1.3生物處理法的工藝設備和技術
生物法是通過微生物的代謝作用,可以理解用微生物來分解或者微生物以污染物為食物來把污水中的一些有機污染物去除或轉化成無害的物質。根據有機污染物的不同可以分為需氧微生物處理和厭氧微生物處理兩種。生物處理法根據需氧和厭氧有不同的設備,需氧一般有活性污泥法裝置、生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池、生物流化床等設備。厭氧需要消化池設備。
1.4物理化學法的工藝設備和技術
物理化學法是物理化學的分離過程。把污水里面的污染物質經過相轉移作用來達到來處理的目的。方法一般包括吸附法、離子交換法、膜分離法。物理化學技術一般包括吹脫、氣提、萃取、蒸發、結晶、冷凍、反滲透、電解滲透析等。物理化學法所用到的設備一般有吸附塔,再生設備等。每種方法都有自己的優缺點,根據污水的特性和處理后要達標的情況不同,污水處理廠選擇最優化的處理方法。
2智能控制污水處理的基本狀況
隨著污水處理的量越來越大,我國對水質達標要求的越來越嚴格,傳統的污水處理系統都很難滿足需求。一方面污水控制系統技術上的不足,導致污染物處理的不徹底,水質難以達標;另一方面污水處理上的專業人才跟不上,污水處理能力下降,污水處理成本很高。智能控制系統在污水處理系統上可以更加先進,能有效的調控污水處理參數,能用最經濟的辦法處理最大量的污水,同時保持水質穩定。發達國家的智能控制技術已經在污水處理上運用廣泛,我國的智能控制系統距國外還有一定的差距。國內已經有多家污水處理廠采用了先進的智能控制系統,在污水處理上取得的較好的效果。
3智能控制在污水處理中的有效運用
3.1模糊控制系統在污水處理中的有效運用
傳統的污水處理過程只能是對時間程序和流量程序作出控制,但是污水處理過程具有時變形、非線性、復雜性等特點,所以傳統的控制在這方面會顯得不足,一方面污水處理設備需要定時啟動造成損傷和能源的浪費,另一方面污水的參數不盡興同,造成處理結果不達標。模糊控制通過對污水的參數模糊化,這些參數包括污水量、DO、污泥回流比、曝氣量等等,模糊控制通過對這些參數的控制,可以提高污水處理系統的運作效率,同時保證污水處理后水質達標。拿我們熟悉的SBR法為例,SBR工藝作為一種活性污泥工藝,它有自己的優缺點,優點是污水適應性強,工藝流程簡單,有進水、曝氣、沉淀、排水、待機五個過程,建設費用較低。缺點是運行穩定性差,容易發生污泥膨脹和污泥流失,分離效果不夠理想。如果是傳統的控制系統需要大量的專業人才來進行操作,有了模糊控制系統的運用,通過對進水參數和曝氣量和排水參數進行模糊化,可以有效的去除SBR的缺點,分離效果大大提高,同時有了智能控制系統,運行穩定,不需要大量專業人口操作,可以實現智能自動化操作。
3.2專家系統控制在污水處理中的有效運用
我國污水處理廠有幾千家,每個污水處理廠根據自身的特點和所需要處理的污水特性來設計污水廠的方案。在這個過程中,每個污水處理工程師都有自己的習慣和偏好,所以做出的設計方案也帶有一點的偏向性,不一定是最優方案。一個污水處理廠的建成,關系到很多方面,有經濟成本,工藝設計的可行性、環境影響、社會價值等等。所以污水處理廠的建設是一件重要的事情。專家系統控制在污水處理廠的建設上有很好的運用。專家系統控制包括人機接口、知識庫、推理機、解釋機、綜合數據庫、知識獲取機幾個方面。專家系統控制可以給污水處理廠的建設和污水處理系統的建設提供最優的方案,這個方案是不考慮人為因素,而是根據污水處理廠的指標和專家系統中的綜合數據庫對比,通過專家系統的推理機把最合適的方案選出來。隨著專家知識庫近年來的不斷豐富,能作為參考的指標越來越多,通過專家系統控制提供的方案會越來越精確。專家系統控制有效的提供了污水處理廠在建設的效率。
3.3神經網絡技術在污水處理中的有效運用
我國污水處理量日漸增多,但是污水處理耗能也是居高不下,傳統的污水處理系統在控制耗能上顯得力不從心。如何優化污水處理控制方案,減少污水處理成本一直是我國污水處理專家在研究的。近年來,隨著智能控制技術的不斷發展,神經網絡技術在多動態優化控制污水處理上效果突出,可以大大降低污水處理的耗能問題。神經網絡技術在污水處理過程中的主要運用是能具有強大的計算能力和兼容性,能適應環境的改變,對一些污水處理參數可以精確化的計算,從而有效的控制污水處理系統運行。這一表現在厭氧系統控制得到很好的運用,厭氧系統要對污水含量不停的精確進行測量,從而保證處理系統的穩定運行。有了神經網絡技術,可以有效的進行測量,智能化的測量從而進行調控,可以有效控制污水處理的正常運行。結束語污水處理現在是我國的環保重點項目,智能控制技術的有效運用給污水處理帶來了極大的便捷,有效降低了污水處理的成本,同時提高污水處理效率,我國還要不斷深入研究智能控制技術在污水處理的更多運用。
參考文獻
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作者:朱仁官 單位:上海浦東新區科技創新促進中心