智能控制在污水處理系統中的應用研究

何秀琴

（韶關市湞江區有色金屬加工廠 廣東省韶關市 512000）

智能控制在污水處理系統中的應用研究

何秀琴

（韶關市湞江區有色金屬加工廠 廣東省韶關市 512000）

隨著工業的發達和人們生活水平的提高，各種污水廢水越來越多。污水處理是一項運行成本高但是經濟效益低的事，所以要想系統正常運行，保障污水的正常處理，還需要不斷的加以探索，提高污水處理的水平。

智能控制；污水處理系統；自動化

隨著世界人口的不斷增加和經濟的快速發展，對水資源的需求量越來越大。但是地球上可利用的水資源卻有限，在加上城市人口多導致的大量污水，使得水體污染不得不引起我們的高度關注。水污染問題已經成為了國家不得不面臨的難題。為了提高污水處理效率，我們不得不加強研發污水處理系統，將智能控制技術應用于污水處理系統中是未來的發展趨勢，是我們需要研究的重點內容。

1 智能控制在污水處理系統中的應用現狀

智能控制是一種適應時代發展的產物，它的出現是為了解決復雜系統的控制問題。很多傳統的控制技術，如自適應控制、常規控制等已經不能滿足發展的需求，而智能控制卻有了新的發展機遇。我國污水處理的智能控制起步較晚，最開始主要是依賴于國外的污水處理廠進行污水處理，而國內的污水處理在自動化方面品質差、效率低、控制水平低，跟發達國家的污水處理指標差距大[1]。近些年來，我國才不斷認識到智能控制系統在污水處理過程中的重要性。一批利用國外先進技術的范例發展起來的污水處理廠才開始正式運行。最近幾年里，智能控制系統在國內得到了飛速的發展，并取得了不錯的成果，PLC、DCS等控制方式不斷得到采用，現場總線技術也開始應用到污水處理系統。我們還需要對我國的污水處理系統加強研究和開發，提高智能控制技術。

2 污水處理系統的常見智能控制方法

污水處理系統的設計是非常有難度的，因為污水具有復雜性、多樣性和變化性，是一種難以控制的復制系統。所以傳統的控制理論已經無法滿足污水處理的需求，也達不到滿意的處理效果。智能控制則是完全能夠實現自動控制的方法，它具有自學習、自適應、自組織的功能，它在處理非穩定的、非線性系統方面具有特別的優勢，智能控制在污水處理系統中的應用在國外發達國家已經有了很多成功的案例，具有較大的發展空間。目前智能控制方面最常用的控制方法包括了神經網絡控制、模糊控制和專家控制等幾個主要方面，以下將做簡要介紹：

2.1 神經網絡控制（ANN）技術

神經網絡控制主要是為了解決復雜的系統控制問題，利用神經網絡的非線性能力進行控制。適用于復雜的非線性系統的控制。而污水處理系統就需要具備非線性系統，所以神經網絡控制非常適用于污水處理系統。神經控制是模擬的人腦機理實現對系統的控制，是由大量人工神經元聯接而成，能夠滿足污水處理系統的非線性要求。同時還具有自學習性、自適應性、容錯性和魯棒性，能夠充分的逼近復雜的非線性關系，能夠進行快速的大量的計算，所以近些年來，神經網絡控制越來越受到國內外專家的重視，加大力度開展對神經網絡控制的開發和研究[2]。目前，神經網絡控制在污水控制系統中發揮了很好的作用，已經取得了很多的成功案例，所以此種方法具有較強的推廣價值。

2.2 模糊控制技術

模糊控制能夠根據控制設計者的思想將語言轉變為控制規則，用規則去達到控制系統的目的。模糊控制的優點之一就是可以讓計算機模擬人腦對模糊事物的處理，而且這個過程不需要精確的模型，有很強的魯棒性，控制的實時性較好，控制中被控對象參數的改變基本不影響模糊控制，控制機理符合設計者的思維邏輯[3]。模糊控制設計的過程就是模仿人腦，將有關數據和經驗轉化為相關控制論域，再將這些內容歸一模糊化，從而形成模糊集合和函數，實現控制過程。模糊控制是目前最為活躍的一種智能控制方法[4]。在目前的應用中，根據模糊控制的特性，一般將模糊控制系統應用于上層推理，它可以對被控量產生設定值，但是也有很多方法中將模糊控制系統用于下層設定值的控制。目前，國內外應用中將模糊控制用于上下層的模糊控制器設計中，都有很多成功的經驗。在未來，還需要我們不斷在總結前人經驗的基礎上，繼續研究開拓模糊控制技術的應用。

2.3 專家控制

專家控制，顧名思義就是模擬專家的智能控制。將專家系統的理論和技術與控制系統的技術方法相結合，完成系統控制。專家控制系統的設計要點是知識的表達與運用，由知識庫、數據庫、推理機等幾方面組成，它與傳統控制系統的最大區別就是需要在不精確、不完整、不確定的信息上得出結論，而沒有標準的算法解[5]。在很多污水控制系統中，使用專家控制可以實現對廢水的處理控制，減少曝氣費用。專家控制的適用范圍也較廣，在上層和下層都可以使用，在上層主要用于實現推理決策，在下層主要用于構成專家控制器。在目前，國內關于專家控制的污水處理系統還不多，還需要不斷的進行研究探索。

污水的處理過程復雜多變，它的特性就決定了它的復雜性。本文通過對幾種常見的智能控制技術的介紹，希望引起社會的高度重視。這幾種控制技術都有各自的優缺點，即可以單獨使用也可以聯合使用，未來我們還需要建立更加智能的高級控制技術。由于智能技術在污水處理方面的優越性，國內外很多污水處理廠正在加強研發。我國的智能控制技術還處于起步階段，甚至很多技術還停留在實驗階段，沒有應用到實際工程，因此，我們還要加強這方面研究人才的培養和資金的投入，促進我國污水處理的智能控制更快速的發展。

[1]孫紅，吳錢忠，王曉婉，秦守文，屠僉煒，張建宏，尹鵬鴻.BAF小區生活污水處理智能控制系統應用[J].計算機測量與控制，2013，05：1233～1235+1239.

[2]葉洪濤，覃金飛.污水生化處理系統中的智能算法及其應用[J].安全與環境工程，2013，05：74～79.

[3]王樹東，譚躍海，金魯東.仿人智能控制在污水處理中的應用[J].西安工業大學學報，2012，12：1009～1014.

[4]王志勇.預估智能控制系統在污水處理中的應用研究[J].工業控制計算機，2014，01：44～45+48.

[5]宋瑋華，尹冬俏.基于污水生物處理系統中智能控制的應用價值研究[J].生物技術世界，2015，10：27.

X703

A

1004-7344（2016）23-0302-01

2016-7-24