污水處理廠運行的首要目標是使各項水質指標
達到排放標準，維持運行工況的安全穩定，其次則是
降低成本、減少能耗、提高環境效益。污水處理過程機理復雜，難以建立精確的模型描述各種參數
間的關 系。同時，這個過程又容易受到外 界 因 素 影
響，天氣、溫度等條件都會引起入水水質和處理環境
的改變。如何在復雜的處理過程中平衡各項控制目
標，實現控制系統的最優化是近年來學者們探索的主要方向。智能控制算法不僅可以滿足這些研究中多
變量多輸出的控制需求，也賦予了控制系統強大的學
習、適應能力。ＢＳＭ 系列模型及其相關模擬軟件為學
者們檢驗和評價新系統提供了重要的工具。多目標
優化控制系統近年來研究成果的總結。
污水處理廠的出水水質和運行成本是學者們最
關注的問題。Ｑｉａｏ等利 用 差 分 進 化 算 法 來 計 算
好氧池 ＤＯ 濃度和缺氧池硝態氮濃度的最佳設定
值，并通過自適應模糊神經網絡控制器追蹤這些設
定值以達到預期效果。與已報道的其他控制策略相
比，系統的模擬評價指標（包括曝 氣 能 量、抽 運 能 量
及出水水質）都有所改善。Ｈａｎ等構建了自適應
核函數模型來描述系統中出水水 質、能 耗 的 復 雜 動
力學，通過多目標粒子群優化算法確定系統溶解氧
和硝酸鹽的最佳設定值，然后借助模糊神經網絡控
制器來追蹤控制這些參 數。模 擬 結 果 表 明，系 統 在
干燥、雨天及暴雨３種天氣下的控制誤差比其他同
類研究小，抗干擾能力強，同時也做到了水質和能耗
的 平 衡，在 降 低 能 耗 方 面 作 用 突 出。Ｆｏｓｃｏｌｉａｎｏ
等將遞歸神經網絡系統用于處理數據和改善模
型，借助動態矩陣 算 法 來 獲 得 生 化 系 統 ＤＯ 值 和 內
回流比的最佳控制。模擬 結 果 表 明，該 控 制 系 統 在
氣候和測量誤差的干擾下具有魯棒性，有 助 于 在 減
少運行成本的同時降低出水氨氮濃度峰值和硝酸鹽
濃度。Ｓａｎｔｉｎ等構建了一個采用分級控制結構
的自動控制系統，系統低層采用帶有前饋補償的模
型預測控制器，高層采用模糊控制器，通過權衡分析
來確定一個可以同時改善出水水質和減少運行費用
的優化控制區域。
智能控制是污水處理廠自動控制的發展方向，
自動控制策略也將致力于污水處理全過程的有效控
制。目前，大部分的相關研究還是集中于實驗模擬，
這主要是由于以下原因：活性污泥系統的模型還不
完善，對大規模城鎮污水處理廠的適用性不強；污水
處理廠的安全穩定運行始終是首要考慮因素，大 規
模水廠的改造試驗要承擔很大的風險；自 動 控 制 系
統的配套設備價格昂貴，試點工程需要大量資金支
持。因此，這些研究還需要在工程實踐中開展進一
步的可靠性分析和成本效益分析，才能得到推廣和
應用。
在線咨詢 
