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水是人类赖以生存的最基本的物质基础,是一切生物的主体,同时在调节全球气候方面也起着重要的作用。随着经济和社会的飞速发展,工业化和城市化的进一步推进,水资源已经成为我国经济、社会发展的制约因素。目前中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段:一方面,中国的污水处理能力还跟不上用水规模的扩张,管网、污泥处理等配套设施建设滞后,且处理设备的负荷率低;另一方面,我国的污水处理单位能耗比欧美国家要高。基于以上两点,设计先进的城市污水处理控制系统不仅是保护水资源的要求,也是节能的要求,更是现实的要求,建立与我国现阶段国情相适应的满足排放要求、处理效果好、基建和运行费用低的污水厂势在必行。所以,研究城市污水处理控制系统对我国可持续发展战略的实施具有非常重要的意义。
本文在分析城市污水处理控制系统国内外研究现状和发展阶段的基础上,以DCS控制系统为具体研究对象,就西门子S7系列PLC、亚控组态王、工业以太网和现场总线等技术进行了简要论述,并阐述了文章所做的主要工作。在简要介绍污水处理方法和工艺的基础上,以卡鲁塞尔--3000氧化沟工艺为具体研究对象,就氧化沟处理工艺、曝气设备等进行了简要阐述。系统介绍了污水处理系统控制方案的设计,根据工艺要求对现场设备和测量仪表进行了选型。采用DCS控制系统,结合了工控组态软件、现场总线和工业以太网技术,并选用西门子系列PLC对污水处理中主要参数的调节和设备的控制,构建出一套完整的监控系统。用西门子S7-200PLC和亚控组态王实现了远程手控和自控,并可以进行分段变频和连续变频控制。该监控系统具有高度自动化水平、良好的参数调节与控制能力,具备实用参考意义。
最后,根据工程实际和现有的控制技术,对氧化沟出水BOD控制进行理论研究,提出了基于支持向量机的软测量控制策略。结合银川第二污水处理厂的实际数据,在DOS平台下采用LIBSVM工具箱进行回归预测,给出了预测结果并与BP网络预测方法进行了对比分析。