污水处理过程的控制与优化综述
摘要：污水生化处理是利用微生物清除污水中有机污染物的一种有效方法，是当前处理工业有机污水和城市生活污水的主要手段。文章论述了目前国内外污水生化处理过程的控制与优化方面技术的发展概况，指出了国内在这方面存在的问题，提出今后的研究方向与具体研究内容。
关键词：污水处理过程；控制；节能；优化
1 引言
我国城市污水年排放量大约在420亿吨，但是城市污水的处理率仅为30％，二级处理率为l5％。随着我国经济的发展和城市化进程的加快，城市污水排放量迅速增长，大量未经处理的城市污水排放到地表水系，造成水环境的严重污染，危害居民身体健康。城市污水处理涉及到环境和资源的可持续发展，是节能减排的重要组成部分。
与国外污水处理行业相对比，我国的污水处理系统主要存在以下问题：
(1)目前，我国在污水处理领域资金投入严重不足，约占GDP的0．02％加．03％，污水处理行业落后，污水处理率低。美国平均l万人拥有一座污水处理厂，瑞典和法国每5o00人有一座污水处理厂，英国和德国每7000人～8000人有一座污水处理厂，新加坡和瑞典在1989年城市污水处理率就已达到100％。
(2)相对于国外的污水处理厂，我国的污水处理厂管理水平低，处理过程中的主要工艺参数与设备运行参数靠人工经验设定。而国外发达国家污水处理厂的运行管理自动控制水平高? ，从大型污水厂到小型氧化塘，大多实现了计算机自动控制，遥控和闭路电视监控等，现代化手段被广泛应用。如英国的泰晤士河的威特尼伊污水处理厂早在198O年就安装了自动化仪表设备，从而使污水处理过程完全由计算机进行自动控制，全厂只需两个人值班操纵管理。
(3)检测仪表与成套设备研发相对落后。由于国内起步晚、技术落后，国产检测仪表精度较差，可靠性不高，种类少。国内许多污水处理厂目前仍采用国外进口的设备与仪表，价格昂贵，后期维护费用高。目前对于污水处理过程而言，品种还是远远偏少。
(4)对于污水处理全过程的建模、控制与优化缺乏深入研究与实践。我国大部分污水处理厂检测与控制水平低，凭经验设置工艺和控制参数。以曝气环节为例，大部分污水处理厂的曝气过程多采用人工控制，经常过量曝气导致能源浪费严重，还远谈不上对污水处理过程中的生化过程的精确建模和优化控制。为了改变这一落后状况，我国第十一个五年计划 (2006年~2010年)中的“十一五”环境保护重点工程中提到：
城市污水处理工程：新增城镇污水处理规模4500 万Ⅱ屯／日，改造和完善现有污水处理厂及配套管网，配套污泥安全处置和再生水利用。
加快城市污水处理与再生利用工程建设：到2010 年，所有城市都要建设污水处理设施，城市污水处理率不低于7O％，全国城市污水处理能力达到l亿Ⅱ屯／日。加强污水处理厂的监管，所有污水处理厂全部安装在线监测装置，实现对污水处理厂运行和排放的实时监控。不断提高城镇污水收集的能力和污水处理设施的运行效率，保证污水处理厂投入运行后的实际处理负荷，在一年内不低于设计能力的6O％，三年内不低于设计能力的75％。
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