| 模拟结果表明，溶解氧（DO）和内回流比（IRQ）是活性污泥处理工艺的关键参数，直接影响出水水质状况。污水厂实际进水的污染物浓度、水量、水温、泥龄（SRT）及混合液悬浮物浓度（MLSS）等参数均随时间处于不断变化中，这就要求生物池的溶解氧和内回流比也随之变化。因此，污水厂必须采用新的自动控制措施对整个处理工艺进行控制，尤其是生物池的工艺运行参数控制。论文大全，生物智能优化控制系统。
表3设计条件下的模拟结果
Table 3 The simulation results underdesign condition
| 温度条件 |
组分 |
|
CODcr |
BOD5 |
SS |
TN |
NH3-N |
TP |
| 目标值 |
50 |
10 |
10 |
15 |
5 |
0.50 |
| 温度12℃ |
① |
预测值 |
27.5 |
3.25 |
9.0 |
12.57 |
1.15 |
0.36 |
| 是否满足 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
| ② |
预测值 |
27.5 |
3.27 |
9.0 |
13.6 |
2.97 |
0.34 |
| 是否满足 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
| ③ |
预测值 |
27.9 |
3.29 |
9.0 |
10.38 |
1.25 |
0.49 |
| 是否满足 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
| ④ |
预测值 |
27.6 |
3.30 |
9.0 |
11.38 |
2.80 |
0.39 |
| 是否满足 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
| 温度20℃ |
⑤ |
预测值 |
26.1 |
2.96 |
8.9 |
12.21 |
0.07 |
1.78 |
| 是否满足 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
× |
| ⑥ |
预测值 |
26.2 |
2.97 |
8.9 |
12.03 |
0.11 |
1.62 |
| 是否满足 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
× |
| ⑦ |
预测值 |
26.2 |
3.12 |
8.9 |
11.22 |
0.09 |
2.19 |
| 是否满足 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
× |
| ⑧ |
预测值 |
26.2 |
3.12 |
8.9 |
10.48 |
0.13 |
2.20 |
| 是否满足 |
√ |
√ |
√ |
√ |
√ |
× |
3 新建工程工艺设计中的生物智能优化控制系统
由于进水水质波动变化较大，在A/A/O工艺好氧池设计中，需对DO值和回流进行控制，保障出水水质稳定达标。另外，根据A/A/O工艺工艺特点，DO浓度设计呈递减分布状态。因此，对DO值的控制尤为重要，在好氧池的前段和中段，提高DO值（通常2-4mg/L），一是有利于硝化菌的生长，保证好氧池有充分的硝化反应。但同时在好氧池末端，需要控制过高的DO值，因为DO过高会随污泥回流和混合液分别带至厌氧段和缺氧段，影响厌氧段聚磷菌的释放和缺氧段NOx－N的反硝化，对脱氮除磷不利。
因此，在工程设计中，应用国际上成熟的污水处理厂生物智能优化控制系统，这样就可以根据进水水质的变化，对生物池的DO值和回流进行控制，使运行稳定，出水水质氮磷达标，而且，可以节省一定的能耗。生物智能控制系统由在线仪表、生物工艺智能优化系统（BIOS）和曝气控制系统（BACS）三部分组成。论文大全，生物智能优化控制系统。
3.1 在线检测仪表
在线检测仪表安装在生物反应池中，用于监测生物池内的曝气状况和水质变化，从而反映出活性污泥性能，主要有在线DO/MLSS检测仪、在线氨氮分析仪、在线氨氮和硝态氮双通道分析仪组成。苏州福星污水厂新建一期工程在线氨氮分析仪安装在生物池的前端，分析进水的污染物负荷；在线氨氮和硝酸盐分析仪安装在生物池末端，分析出水污染物浓度，并监测内回流的硝酸盐含量。论文大全，生物智能优化控制系统。另外，结合实际气管分布情况、气管长度和曝气控制的简易程度，安装在线溶氧仪，监测工艺运行参数在生物池沿程的变化。分析仪的监测数据和污水厂其它的一些运行数据将会被发送到控制面板。
图4生物反应池水质分析仪表布置示意图
Fig.4 The layout of water qualityanalyzers in the biological tank
3.2生物工艺智能优化系统（BIOS）
生物工艺智能优化系统（BIOS）是以国际水协IWA的活性污泥模型ASM2D为基础，结合福星污水处理厂工程的倒置A/A/O生物处理工艺、水质水量条件以及出水标准等定制的模型，此模型运算平台内嵌在主控制箱内，通过全厂自控系统收集进水的实时水质水量负荷变化及生物池实时数据，以及必要的化验室、历史记录等数据库资料，将为工艺运行提供关键运行参数，包括生物反应池溶解氧DO控制目标值、内回流IRQ目标值，然后由中央控制系统通过精确曝气控制系统及相关现场控制站实现这些最优化参数的控制。
图5生物智能优化控制系统示意图
Fig.5 The sketch map of BioprocessIntelligent Optimization Control System
3.3 生物工艺曝气控制系统（BACS）
为了达到生物池DO控制值，需适时对污水厂曝气系统进行同步动态控制，使得好氧段各控制区获得相应的气量。当今在美国污水处理厂推出的生物工艺曝气控制系统（BACS），已经在中国一些污水处理厂实际应用，效果显著。BACS系统就是将溶解氧控制与鼓风机控制有机结合，避免振荡，无鼓风机压力控制回路，以污染物降解速率为计算基础，通过在线溶解氧分析仪反馈的数值，迅速而精确地调整阀门开度[6] [7]。
4结语
4.1 福星污水处理厂原有一期工程无法满足一级A排放标准，表曝模式不利于加盖除臭，同时出现设备设施老化、故障率高等问题，建议拆除原有的一期工程进行重建。倒置A/A/O工艺以较好的脱氮水平、运行管理、较低的费用成本等优势，建议在新建一期工程污水处理工艺方案选择使用。
4.2 通过BioWin软件设置8种不同模拟方案，对一期工程温度、溶氧DO和内回流比IRQ对工艺运行的影响模拟研究，结果表明，福星厂新建一期工程的设计基本满足一级A排放要求，但在高温条件需进行除磷加药，以确保TP达标；
4.3 污水厂实际进水参数的动态变化与不确定性，使得生物池DO和IRQ控制变得异常重要。在福星污水厂新建一期工程设计中，应嵌入目前技术先进的生物池处理工艺优化控制系统，利用在线仪表数据，最优化DO和IRQ值，使得鼓风机控制和气量合理分配，达到生物池曝气精确控制。污水厂稳定运行、达标排放的同时，降低能耗，节约成本，实现经济和社会效益。
参考文献：
[1]包天九.一体化活性污泥法工艺在苏州水环境综合整治工程中的应用[J].造船工业建设,2005, 3: 100, 125-127.
[2]韩玮.污废水可生化性评价方法的可行性研究[J]. 2004, 17(3): 8-10.
[3]邓荣森,郎建,王涛,等.城市污水生物除磷脱氮机理研究探讨[J]. 重庆建筑大学学报,2002, 24(3): 106-111.
[4]屈计宁,张建良.倒置A/A/O工艺在城市污水处理中的应用研究[J]. 江苏环境科技, 2004, 17(2): 9-12.
[5]胡志荣,周军,甘一萍,等.基于BioWin的污水处理工艺数学模拟与工程应用[J]. 中国给水排水,2008, 24(4): 19-23.
[6]李金国,焦建文,严俊泉,等.扬州六圩污水厂的工艺改进及优化控制设计[J]. 中国给水排水, 2009,25(22): 1-6.
[7]杜炯,李滨,姚依群,等.白龙港水质净化厂BIOS系统的调试运行分析[J]. 中国给水排水,2010, 26(11): 25-33.
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