模糊控制在APMP制漿廢水好氧處理過(guò)程中的應(yīng)用研究.pdf

1、APMP(AlkalinePefoxideMechanicalPulp，堿性過(guò)氧化氫機(jī)械法制漿)制漿廢水屬于高濃有機(jī)廢水，污染十分嚴(yán)重，需進(jìn)行有效處理后才能達(dá)標(biāo)排放，最有效的方法是采用厭氧-好氧相結(jié)合的方法來(lái)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(guān)重要：曝氣池中若DO值太低，則會(huì)發(fā)生污泥膨脹和污泥上浮的現(xiàn)象；若供氧量過(guò)大，DO值過(guò)高，不僅會(huì)增加能耗，同時(shí)也會(huì)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(lái)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(jī)性和多變量的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的PID在進(jìn)行DO控制時(shí)，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(lái)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(xiàng)目為背景，重點(diǎn)研究APMP廢水

3、處理過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)-好氧工段曝氣池活性污泥處理過(guò)程。本文就曝氣池中DO值的控制算法和自動(dòng)化控制系統(tǒng)展開(kāi)理論和應(yīng)用研究，具體工作如下： 1)在詳細(xì)論述APMP制漿廢水處理工藝的基礎(chǔ)上，探討好氧處理過(guò)程的控制難點(diǎn)，對(duì)曝氣池控制的難點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析。 2)數(shù)學(xué)模型的建立。在前人研究的基礎(chǔ)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(guò)程的變參數(shù)有界數(shù)學(xué)模型。對(duì)建立的模型進(jìn)行穩(wěn)定性，可控性和可觀測(cè)性分

4、析，且進(jìn)行狀態(tài)反饋控制設(shè)計(jì)以改善模型的性能。 3)針對(duì)曝氣池中DO控制的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)曝氣池空氣流量控制和溶解氧模糊控制相結(jié)合的串級(jí)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(jìn)方案：一是在實(shí)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(wèn)題，采用PID控制方法；二是解決溶解氧的控制策略問(wèn)題，提出模糊控制策略。 4)設(shè)計(jì)溶解氧模糊控制器，詳細(xì)分析其結(jié)構(gòu)及算法。另外在模糊控制

5、器中加入積分環(huán)節(jié)，用來(lái)消除由于模糊控制器帶來(lái)的余差。 5)以建立的模型為對(duì)象，在Matlab下進(jìn)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(jí)控制回路，模糊+PID串級(jí)控制回路下的仿真效果進(jìn)行對(duì)比，針對(duì)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)的分析。 6)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。新的控制方案結(jié)合西門子PLC平臺(tái)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，并在山東中茂圣源紙漿有限公司APMP制漿廢水處理項(xiàng)目中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試運(yùn)行，結(jié)果再次證明本論文提出的DO新算法是切實(shí)可