模糊控制在APMP制漿廢水好氧處理過程中的應用研究.pdf

1、APMP(AlkalinePefoxideMechanicalPulp，堿性過氧化氫機械法制漿)制漿廢水屬于高濃有機廢水，污染十分嚴重，需進行有效處理后才能達標排放，最有效的方法是采用厭氧-好氧相結合的方法來處理APMP制漿廢水。在好氧處理階段曝氣池的溶解氧(Dissolvedoxvgen，DO)控制至關重要：曝氣池中若DO值太低，則會發(fā)生污泥膨脹和污泥上浮的現(xiàn)象；若供氧量過大，DO值過高，不僅會增加能耗，同時也會造成混合液絮體分散和破

2、碎，加大二沉池的固液分離難度。 從控制的角度來看：決定好氧處理工段控制效果好壞的DO控制具有大滯后、非線性、隨機性和多變量的特點，傳統(tǒng)的PID在進行DO控制時，其參數(shù)的整定十分困難；其次曝氣池供氣管路中不均衡的空氣質(zhì)量流量分布使得本來就容易產(chǎn)生振蕩的溶解氧控制變得更加難以駕馭。以上的原因使得尋求新的DO控制方法成為必然。 基于以上原因，文章以山東中茂圣源紙漿有限公司APMP制漿廢水處理項目為背景，重點研究APMP廢水

3、處理過程中的一個重要環(huán)節(jié)-好氧工段曝氣池活性污泥處理過程。本文就曝氣池中DO值的控制算法和自動化控制系統(tǒng)展開理論和應用研究，具體工作如下： 1)在詳細論述APMP制漿廢水處理工藝的基礎上，探討好氧處理過程的控制難點，對曝氣池控制的難點進行詳細分析。 2)數(shù)學模型的建立。在前人研究的基礎上，建立以DO值為被控制量，曝氣量為控制量的曝氣池活性污泥生物處理過程的變參數(shù)有界數(shù)學模型。對建立的模型進行穩(wěn)定性，可控性和可觀測性分

4、析，且進行狀態(tài)反饋控制設計以改善模型的性能。 3)針對曝氣池中DO控制的復雜性，設計曝氣池空氣流量控制和溶解氧模糊控制相結合的串級控制方案，空氣流量控制作為內(nèi)環(huán)，溶解氧的模糊控制作為外環(huán)。提出解決曝氣系統(tǒng)控制的改進方案：一是在實施DO控制之前先解決曝氣池供氣管路中空氣流量平衡和穩(wěn)定問題，采用PID控制方法；二是解決溶解氧的控制策略問題，提出模糊控制策略。 4)設計溶解氧模糊控制器，詳細分析其結構及算法。另外在模糊控制

5、器中加入積分環(huán)節(jié)，用來消除由于模糊控制器帶來的余差。 5)以建立的模型為對象，在Matlab下進行仿真，將D0值調(diào)節(jié)系統(tǒng)在PID控制回路，基于PID的串級控制回路，模糊+PID串級控制回路下的仿真效果進行對比，針對結果進行詳細的分析。 6)控制系統(tǒng)的實現(xiàn)問題。新的控制方案結合西門子PLC平臺進行編程實現(xiàn)，并在山東中茂圣源紙漿有限公司APMP制漿廢水處理項目中進行現(xiàn)場測試運行，結果再次證明本論文提出的DO新算法是切實可