污水處理過程的控制與優(yōu)化綜述
摘要：污水生化處理是利用微生物清除污水中有機污染物的一種有效方法，是當前處理工業(yè)有機污水和城市生活污水的主要手段。文章論述了目前國內(nèi)外污水生化處理過程的控制與優(yōu)化方面技術(shù)的發(fā)展概況，指出了國內(nèi)在這方面存在的問題，提出今后的研究方向與具體研究內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：污水處理過程；控制；節(jié)能；優(yōu)化
1 引言
我國城市污水年排放量大約在420億噸，但是城市污水的處理率僅為30％，二級處理率為l5％。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快，城市污水排放量迅速增長，大量未經(jīng)處理的城市污水排放到地表水系，造成水環(huán)境的嚴重污染，危害居民身體健康。城市污水處理涉及到環(huán)境和資源的可持續(xù)發(fā)展，是節(jié)能減排的重要組成部分。
與國外污水處理行業(yè)相對比，我國的污水處理系統(tǒng)主要存在以下問題：
(1)目前，我國在污水處理領(lǐng)域資金投入嚴重不足，約占GDP的0．02％加．03％，污水處理行業(yè)落后，污水處理率低。美國平均l萬人擁有一座污水處理廠，瑞典和法國每5o00人有一座污水處理廠，英國和德國每7000人～8000人有一座污水處理廠，新加坡和瑞典在1989年城市污水處理率就已達到100％。
(2)相對于國外的污水處理廠，我國的污水處理廠管理水平低，處理過程中的主要工藝參數(shù)與設(shè)備運行參數(shù)靠人工經(jīng)驗設(shè)定。而國外發(fā)達國家污水處理廠的運行管理自動控制水平高? ，從大型污水廠到小型氧化塘，大多實現(xiàn)了計算機自動控制，遙控和閉路電視監(jiān)控等，現(xiàn)代化手段被廣泛應(yīng)用。如英國的泰晤士河的威特尼伊污水處理廠早在198O年就安裝了自動化儀表設(shè)備，從而使污水處理過程完全由計算機進行自動控制，全廠只需兩個人值班操縱管理。
(3)檢測儀表與成套設(shè)備研發(fā)相對落后。由于國內(nèi)起步晚、技術(shù)落后，國產(chǎn)檢測儀表精度較差，可靠性不高，種類少。國內(nèi)許多污水處理廠目前仍采用國外進口的設(shè)備與儀表，價格昂貴，后期維護費用高。目前對于污水處理過程而言，品種還是遠遠偏少。
(4)對于污水處理全過程的建模、控制與優(yōu)化缺乏深入研究與實踐。我國大部分污水處理廠檢測與控制水平低，憑經(jīng)驗設(shè)置工藝和控制參數(shù)。以曝氣環(huán)節(jié)為例，大部分污水處理廠的曝氣過程多采用人工控制，經(jīng)常過量曝氣導致能源浪費嚴重，還遠談不上對污水處理過程中的生化過程的精確建模和優(yōu)化控制。為了改變這一落后狀況，我國第十一個五年計劃 (2006年~2010年)中的“十一五”環(huán)境保護重點工程中提到：
城市污水處理工程：新增城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模4500 萬Ⅱ屯／日，改造和完善現(xiàn)有污水處理廠及配套管網(wǎng)，配套污泥安全處置和再生水利用。
加快城市污水處理與再生利用工程建設(shè)：到2010 年，所有城市都要建設(shè)污水處理設(shè)施，城市污水處理率不低于7O％，全國城市污水處理能力達到l億Ⅱ屯／日。加強污水處理廠的監(jiān)管，所有污水處理廠全部安裝在線監(jiān)測裝置，實現(xiàn)對污水處理廠運行和排放的實時監(jiān)控。不斷提高城鎮(zhèn)污水收集的能力和污水處理設(shè)施的運行效率，保證污水處理廠投入運行后的實際處理負荷，在一年內(nèi)不低于設(shè)計能力的6O％，三年內(nèi)不低于設(shè)計能力的75％。
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