污水處理過程的控制與優化綜述
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外污水生化處理過程的控制與優化方面技術的發展概況，指出了國內在這方面存在的問題，提出今后的研究方向與具體研究內容。
關鍵詞：污水處理過程；控制；節能；優化
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％。隨著我國經濟的發展和城市化進程的加快，城市污水排放量迅速增長，大量未經處理的城市污水排放到地表水系，造成水環境的嚴重污染，危害居民身體健康。城市污水處理涉及到環境和資源的可持續發展，是節能減排的重要組成部分。
與國外污水處理行業相對比，我國的污水處理系統主要存在以下問題：
(1)目前，我國在污水處理領域資金投入嚴重不足，約占GDP的0．02％加．03％，污水處理行業落后，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與設備運行參數靠人工經驗設定。而國外發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，大多實現了計算機自動控制，遙控和閉路電視監控等，現代化手段被廣泛應用。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)檢測儀表與成套設備研發相對落后。由于國內起步晚、技術落后，國產檢測儀表精度較差，可靠性不高，種類少。國內許多污水處理廠目前仍采用國外進口的設備與儀表，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，憑經驗設置工藝和控制參數。以曝氣環節為例，大部分污水處理廠的曝氣過程多采用人工控制，經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”環境保護重點工程中提到：
城市污水處理工程：新增城鎮污水處理規模4500 萬Ⅱ屯／日，改造和完善現有污水處理廠及配套管網，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：到2010 年，所有城市都要建設污水處理設施，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管，所有污水處理廠全部安裝在線監測裝置，實現對污水處理廠運行和排放的實時監控。不斷提高城鎮污水收集的能力和污水處理設施的運行效率，保證污水處理廠投入運行后的實際處理負荷，在一年內不低于設計能力的6O％，三年內不低于設計能力的75％。
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