城市污水處理智能控制技術(shù)研究論文
摘要:中國每年排放的污水數量驚人，大量的城市污水造成了水資源的極大浪費，同時(shí)也加劇了中國水污染現象，人均水資源緊缺問(wèn)題愈發(fā)嚴重，正是由于這個(gè)原因，污水處理成為國家注視的焦點(diǎn)，現有的污水處理控制技術(shù)存在多種問(wèn)題，而智能控制技術(shù)可以很好的解決這些問(wèn)題，本文就談?wù)勎鬯幚碇械闹悄芸刂萍夹g(shù)。
關(guān)鍵詞:污水處理;原因;智能控制技術(shù)
隨著(zhù)經(jīng)濟發(fā)展，工業(yè)廢水和生活污水總量上升，水污染現象嚴重，國家對此保持高度重視，在各個(gè)城市建立了污水處理廠(chǎng)，對污水進(jìn)行一系列工藝的處理之后，使其達到排放標準，以此降低水污染嚴重程度。污水處理過(guò)程具有多變量、非線(xiàn)性、時(shí)變性與隨機性的特點(diǎn)，其控制過(guò)程十分復雜［1］，我國的污水處理廠(chǎng)引進(jìn)污水治理工藝時(shí)間較晚，其自動(dòng)化程度有待提高，由此造成的設備使用壽命降低、管理雜亂、實(shí)時(shí)性較弱等情況使得出水水質(zhì)不穩定，因此提出將智能控制技術(shù)應用于城市污水處理。
一、什么是智能控制技術(shù)
智能控制技術(shù)是控制理論發(fā)展的新階段，主要用來(lái)解決那些傳統方法難以解決的復雜系統的控制問(wèn)題。常用的智能技術(shù)包括模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制、專(zhuān)家控制、學(xué)習系統、分層遞階控制、遺傳算法等［2］。因為污水處理過(guò)程中的控制過(guò)程復雜，傳統的控制方法難以實(shí)現對污水處理的實(shí)時(shí)控制，而相對于傳統的控制方法，智能控制技術(shù)在控制污水處理過(guò)程中的優(yōu)點(diǎn)極為明顯。
二、為什么在城市污水處理中應用智能控制技術(shù)
(一)原有城市污水處理技術(shù)有待提高
中國由于引進(jìn)污水處理技術(shù)時(shí)間較晚，雖說(shuō)發(fā)展到現在，我國的環(huán)保理念和處理工藝都有了很大的進(jìn)步與提高，與國外的差距并不算大，但是在環(huán)保單元設備和自動(dòng)控制技術(shù)方面仍與國外具有較大差距，其處理工藝及所用設備的自動(dòng)化水平不高。因為設備的自動(dòng)化和自動(dòng)控制技術(shù)的落后，加上污水處理本身的特點(diǎn)，污水處理工藝控制過(guò)程極為復雜，原有的設備和技術(shù)導致污水處理之后的水質(zhì)不穩定，在污水處理效果上有待加強，同時(shí)設備的損壞程度和使用壽命也受到影響，污水處理過(guò)程中所消耗的資源數量較大，這些問(wèn)題普遍存在于中國污水處理工藝過(guò)程中，中國原有的污水處理工藝和控制技術(shù)有待加強［3］。
(二)智能控制技術(shù)優(yōu)勢明顯
智能控制技術(shù)相對于我國原有的`控制技術(shù)，優(yōu)勢極為明顯。首先，智能控制技術(shù)在控制上便處于極大的優(yōu)勢地位，污水處理本身就具有多變性、非線(xiàn)性等特點(diǎn)，在具體的污水處理過(guò)程中，不能按照既定的、線(xiàn)性的規定進(jìn)行控制，多變的具體情況使得我國現有的污水處理控制技術(shù)在應變方面顯露不足，而智能控制技術(shù)在這一點(diǎn)上遠超現有的控制技術(shù)，智能化控制污水處理過(guò)程，并且可以根據污水處理的實(shí)時(shí)情況進(jìn)行相應的調整，規范化控制，摒除現有的管理混亂現象。因為對污水處理的實(shí)時(shí)性控制和非線(xiàn)性的應變能力，使得智能控制技術(shù)可以有效管理整個(gè)污水處理過(guò)程，因此可以有效掌握污水處理過(guò)程中的多變性并作出應對，從而保證了出水水質(zhì)的穩定。規范化管理帶來(lái)的是減少不必要的資源消耗如電力消耗，以及降低設備的損耗程度，從而在污水處理整體上既降低損耗，又保證水質(zhì)穩定。
三、城市污水處理的智能控制技術(shù)
基于智能控制技術(shù)在污水處理控制上的優(yōu)點(diǎn)，將智能控制技術(shù)應用于城市污水處理過(guò)程中對污水處理和水資源凈化具有重大意義。將智能控制技術(shù)應用于污水處理，有三大目的，一是通過(guò)智能技術(shù)實(shí)現對污水處理系統的有序、有效管理;二是降低污水處理過(guò)程中的能耗;三是保證污水處理系統處理的污水在多種條件影響下仍然達到標準出水水質(zhì)。策略上理應從這目的出發(fā)。
(一)模糊控制
模糊控制是一種智能控制系統，該系統是通過(guò)一種控制規則來(lái)控制系統的，這種控制規則能夠將專(zhuān)家或者實(shí)際工作操作者的控制經(jīng)驗和相關(guān)知識變成語(yǔ)言變量描述，然后模糊控制系統就利用這種控制規則來(lái)實(shí)現對智能系統的控制。鑒于模糊控制是根據實(shí)際操作者或者專(zhuān)家的經(jīng)驗和知識來(lái)進(jìn)行控制的，因此模糊控制比較適用于復雜的、非線(xiàn)性的不能建立實(shí)際數學(xué)模型的系統的控制，而污水處理過(guò)程中重要的一點(diǎn)就是過(guò)程的非線(xiàn)性，因為非線(xiàn)性的特點(diǎn)使得污水處理過(guò)程具有復雜性，不便于系統管理，模糊控制系統可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題，因此，近幾年該控制系統受到污水處理系統研究的高度重視。
(二)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )系統
神經(jīng)控制是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制的簡(jiǎn)稱(chēng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )和人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )組成有共同點(diǎn)，人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )中有大量神經(jīng)元作為節點(diǎn)，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )則是由大量的人工神經(jīng)元聯(lián)結起來(lái)形成的網(wǎng)絡(luò )，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的強大之處在于它的自適應性和學(xué)習能力極強，容錯能力高，和模糊控制相似的是它也適用于非線(xiàn)性的控制，這些特點(diǎn)或者說(shuō)是優(yōu)點(diǎn)吸引了許多污水處理專(zhuān)家的目光，國內外污水處理專(zhuān)家都對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )重視程度加深，同時(shí)開(kāi)展了大量研究，致力于將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )控制應用在污水處理智能控制系統中，并且取得了良好進(jìn)展，成果斐然。
(三)專(zhuān)家控制
專(zhuān)家控制是智能控制技術(shù)中一個(gè)重要的組成部分，又被稱(chēng)為專(zhuān)家智能控制。專(zhuān)家智能控制，顧名思義，在特殊情況下可以根據專(zhuān)家的系統理論和技術(shù)知識，仿效專(zhuān)家的方法，對污水系統進(jìn)行控制。該智能控制系統由于具備專(zhuān)家技術(shù)和理論知識，并且可以根據具體情況對系統進(jìn)行智能控制，因此，專(zhuān)家控制也受到關(guān)注，尤其是在國外，早在上世紀九十年代就有國外專(zhuān)家將專(zhuān)家控制應用于污水處理智能控制系統中，并且取得了不俗的成績(jì)。結束語(yǔ):智能控制技術(shù)雖然因為其特點(diǎn)在污水處理控制系統中具有非常明顯的優(yōu)勢，國內外也對智能控制技術(shù)在污水處理控制系統中的應用作出了相關(guān)研究，并且成績(jì)不俗，尤其是在國外，由于技術(shù)水平較高，在智能控制技術(shù)應用方面的研究也較為領(lǐng)先，在中國，將智能控制技術(shù)應用于城市污水處理系統中具有重要的現實(shí)意義，對解決現階段污水處理中存在的問(wèn)題很有幫助。
參考文獻：
�。�1］傅曉陽(yáng)．城市污水處理智能控制技術(shù)應用前景研究［D］．北京工業(yè)大學(xué)，2010．
�。�2］彭芳．污水處理智能控制系統的研究與實(shí)現［D］．電子科技大學(xué)，2004．
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