以溶解氧浓度作为 SBR 法模糊控制参数(1)采用SBR法处理石油化工废水，根据反应器内有机物降解与溶解氧浓度(DO)的 相关性，提出了以 DO 作为 SBR 法的模糊控制参数通过大量试验，总结出反应 初始阶段(8〜10 min)溶解氧浓度不仅能够间接地反映进水有机物浓度(COD)，而且对整个反应过程都有重影响溶解氧的高低主受曝气量大小控 制，因此可根据初始阶段溶解氧的浓度及变化情况预测进水有机物浓度，进而 实现对曝气量的模糊控制同时，还发现当有机物不再被降解时，DO迅速大幅 度升高，可根据DO变化这一特点实现对反应时间的模糊控制关键词：COD DO SBR模糊控制Fuzzy Control of SBR Process Using DO as ParameterAbstract： Petrochemical wastewater was treated by SBR process using DO as fuzzy control parameter in considering the relationship between the organic matter degradation and DO concentration. It was concluded by many experiments that DO concentration during the initial reaction stage (8〜10 min) not only was related to influent COD, but also affected the whole reaction process significantly. The influent COD could be predicted by the concentration and the ranging of DO in initial stage and the fuzzy control of aeration was realized since DO was mainly controlled by aeration volume. The fuzzy control of reaction time could also be realized based on the fact that DO went up quickly when the degradation of organic matter stopped.Keywords: COD; DO; SBR; fuzzy control模糊控制在水处理领域已得到成功的应用，尤其是活性污泥法污水处理系 统，它本身属于复杂的动态工程系统，无法找到精确的模型来描述，目前研究 较多的是对出水悬浮物进行预测和控制的动态活性污泥法模糊控制［1］；在高纯 氧活性污泥法中采取模糊控制，既能防止能量浪费，又能避免 DO 不足［2］。
对 硝酸态氮污染水脱氮处理的新方法—生物电极法采用模糊控制，有利于避免过 量地投加有机物，节省运行费用［3、4］80年代以来，序批式活性污泥法(SBR法)用于处理间歇排放的水质水量 变化很大的工业废水取得了很大成功并被广泛应用 SBR 法的主缺点是运行管 理复杂，只有实现 SBR 法的自动控制，才能发挥其优势传统的控制方法是时 间程序控制和流量程序控制，即确定 SBR 法五个阶段所需的时间后，实现其计 算机控制而工业废水的排放不仅是变化的或间歇的，而且其有机物浓度也随 时间变化很大，往往相差几倍或十几倍如果按相同的反应时间控制SBR的运 行，当进水浓度高时出水不达标，当进水浓度低时曝气时间过长，浪费能源还 易发生污泥膨胀为了实现SBR法更高层次的计算机控制，必须寻找一个 参数既能反映进水COD浓度的变化及反应过程中的降解情况，又能作为计算机 控制参数，这也是深化SBR自动控制的重研究课题溶解氧浓度由于其能够在 线检测、响应时间短、精确度高，人们在活性污泥法中围绕溶解氧浓度已做了 大量研究，包括用溶解氧浓度作为SBR法过程控制和反应时间控制参数⑸，在 脱氮反应过程中以检测的DO值模糊控制曝气量託］等。
但未见到采用SBR 法处理工业废水时以检测的DO值作为模糊控制参数的研究1试验设备与方法SBR法试验装置如图1所示反应器高70cm，直径30cm，总有效容积38L，采用鼓风曝气，转子流量计 调节曝气量在反应过程中检测DO值，并根据DO值的变化在一定的时间 间隔内取样测定COD及混合液污泥浓度（MLSS）等指标试验用石化废水中含有乙酸、偏苯三酸及苯酐等多种有机化合物，加适量 的自来水稀释，使COD浓度在400〜1900mg/L范围内变化由于原水中氮、磷 元素含量极少，本试验按BOD : N：P=100：5：l的比例投加氯化铵（NHC1 ）和54磷酸二氢钾（KHPO ）配制的营养液，并调整pH值为6〜6.5，水温控制在2420 C左右2试验结果与分析为了实现以DO作为SBR法运行过程中曝气量及反应时间的模糊控制参数， 必须寻找DO与有机物降解之间的规律性因此，本试验在两种不同条件下研究 DO浓度对反应过程的影响2.1同一进水浓度不同曝气量试验配制原水COD浓度为1800mg/L，进水混合后反应初始COD浓度为 1600mg/L反应过程平均 MLSS=2000 mg/L，曝气量分别为 0.6m3/h、1.0m3/h、 1.2m3/h时试验结果如图2所示。
从图中可以看出，反应开始8〜10min左右，不同曝气量下DO值显著不 同曝气量越小，此时的DO值越低，致使整个反应过程DO处于较低水平，大 大延长了反应时间随着曝气量的增大，初始DO值也在增大，带来整个反应过 程DO的提高，缩短了有机物达到难降解程度的时间，即减少了反应时间但 是，过分地增大曝气量，初始DO的过高会造成整个过程DO处于过高的水平， 却不能有效地缩短反应时间，还造成能量的巨大浪费产生这种现象可以从耗 氧速率与DO的相关关系的研究中得到解释，因为在低DO浓度下，DO浓度对生 化反应速率的影响较大当DO在1〜2mg/L范围内，随着DO的提高，耗氧速率 大幅度提高，标志着有机物降解速率的加快，从而缩短反应时间当DO超过 2mg/L后，继续增大DO值，由于受污泥浓度（MLSS）的限制，有机物降解速率 的增加幅度较小摘采用SBR法处理石油化工废水，根据反应器内有机物降解与溶解氧浓度(DO) 的相关性，提出了以DO作为SBR法的本篇论文是由 3COME 文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站 的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否 者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。
取进水 COD 浓度分别为 400、600、800、1000、1300、1600、1900mg/L， 每一进水浓度又在不同曝气量下进行试验，比较DO与有机物降解情况试验中 发现控制反应过程中DO为2.0 mg/L左右时最经济合理，其相应的曝气量为合 适的曝气量通过试验找出每一进水浓度下合适的曝气量，并应随着进水 COD 浓度的不同，根据检测的初始DO (8〜lOmin左右)值调节曝气量，使整个反应 过程的 DO 处于适当的水平，既能保证出水水质，又能节省运行费用2.2 不同进水浓度相同曝气量试验配制原水COD浓度分别为850、1200、1500mg/L，进水混合后COD浓 度分别为650、980、1300mg/L，反应过程平均MLSS为2000mg/L，曝气量为 0.6 ms/h，试验结果如图3所示从图可以看出，不同的进水COD浓度，反应10 min左右时DO值有很大差 别，COD浓度越高，DO值越低，二者有很好的相关性在COD浓度为650mg/L 时，反应10 min左右DO值就升到4.5 mg/L；而COD浓度为1300 mg/L时，反 应10 min时的DO值仅为1.3 mg/L。
因此，在反应开始后较短的时间内就可以 根据检测的DO值的大小预测出相应的进水COD浓度用 SBR 法处理石化废水，以上述试验研究结果为基础，设定每一周期初始 的曝气量均为0.6ms/h，在不知进水COD浓度的情况下，以检测反应10min 左右时DO值的大小为依据，预测出该进水COD浓度，再找出在该进水COD浓度 下适宜的曝气量，将其归纳总结如表 1 所示与此同时，发现在上述每一试验 过程中，当有机物达到难降解程度时，DO都有迅速大幅度升高的现象发生，并 且在较短的时间内上升到5〜6mg/L根据反应期间DO的变化，实现对SBR供 气量和反应时间的模糊控制表 1 进水 COD 浓度和反应时间预测 初始 DO 值mg/L)预测进水COD浓度mh/L)适宜曝气量m3/h) 反应时间min)5.5 〜5 400 〜600 0.2 〜0.3 905 〜3.70 600 〜800 0.3 〜0.4 1003.70〜2.20 800〜1000 0.4〜0.6 1002.20〜1.50 1000〜1300 0.6〜0.8 1201.50〜1.15 1300〜1600 0.8〜1.0 1201.15〜1.0 1600〜1900 1.0〜1.2 1303 DO 作为模糊控制参数的基本思想SBR 法的模糊控制目的有三：一是实现计算机自动控制；二是在保证出水 水质前提下尽可能节省运行费用；三是避免曝气量不足或反应时间过长而引起 的污泥膨胀。
3.1 以初始 DO 作为模糊控制参数设定每一周期反应初始的曝气量均为0・6m3/h，以检测的反应初始阶段 （8-10 min左右）的DO值（DO^）作为被控制变量，以曝气量（u）为控制变 量在模糊控制系统的设计时，以检测的 DO 与设定的 DO 标准浓度（DO ）的偏差 E 作为模糊控制器的一个输入变量， 1min 为一个采样周期，一 个采样周期后该偏差 E 的变化量 CE 作为模糊控制器的另一个输入变量iiE =DO -DO i=1, 2, 3 仃)i off s '丿CE =E -E - . , 2, 3 ⑵式中i i--第 i萩采样的相应数据E --第i-1次米样处理水DO的偏差i-1 off根据这两个输入变量,经过模糊控制器的计算、判断与决策,作为模糊控制系统输出变量的则是控制变量的变化量Au，即曝气量的变化量确定了模糊控制器的输入与输出变量后，根据模糊控制理论按照以下步骤 实现模糊控制系统3.1.1 精确量的模糊化根据表 1 所得的试验结果,将 DO 的偏差及偏差的变化量用模糊变量来表 示，即将被控制变量进行模糊化处理，得到模糊集合向量对误差E,误差变化CE及控制量u的模糊集及其论域定义如下：CE 和 u 的模糊集均为:{NB,NM,NS, 0, PS, PM, PB}E 的模糊集为：{NB, NM, NS, NO, P0, PS, PM, PB}上述模糊语言变量的意义：NB=Nega tive Big（负大）PB=Posi tive Big（正大）NM=Negative Medium （负中）PM=Posi tive Medium（正中）NS二Negative Small(负小)PS二Positive Small (正小)NO二Nega tive Zero(负零)PO=Pos itive Zero (正零)E諦CE 的论域均为：{-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4,5, 6}u 的论域为：卜7, -6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3,。