生物流化床污水处理智能控制系统设计与实现王小艺

　　生物流化床（BFB ，biological fluidized bed） 污水处理技术是 20 世纪 70 年代初由美国首先开始进行研究的。生物流化床以其处理效率高、占地面积少、适应性广、负荷能力强等特点近些年成为污水处理行业的研究热点， 许多国家的学者对生物流化床工艺技术进行了大量的研究试验和改进工作。国内学者徐功娣等对序批式生物流化床进行了研究， 采用序批式操作完成从液固二相流化床到气液固三相流化床的转化; 韦朝海等分析了主要过程参数如气水比、液体循环速度、氧传递系数及混合时间与结构参数、操作参数的相关性。另外，生物流化床技术在循环流化床燃煤和生产技术方面也得到了应用。生物流化床作为一种高效的污水处理新技术， 是以生物膜法为基础，吸取了化工操作中的流态化技术，属于一种非线性、大滞后、时变、多变量耦合的复杂系统，缺少智能、有效的控制方法，制约了生物流化床污水处理技术的推广应用。考虑到生物流化床污水处理技术存在的上述问题， 同时为实现节能降耗的优化控制目的，本文提出了一种生物流化床智能控制系统，通过模糊控制技术解决生物流化床的非线性、大滞后及优化控制等问题，为生物流化床的推广应用提供了有效途径。

　　图 1 为生物流化床的工作原理。

　　生物流化床中对废水主要污染物有降解作用的微生物，通过一定的方式固定在一定浓度的载体（如砂、玻璃珠、活性炭等） 上。空气和待处理的废水从反应器底部同向进入，通过控制气、液两相的流速，使污水与载体上的微生物充分接触，实现有机污染物的有效降解。同时，在反应器顶部，通过分离装置将处理后的污水从溢流槽排出。由于空气的搅动使生物流化床内部的生物载体不断地运动，相互摩擦，使生物膜及时脱落，控制了载体上生物膜的厚度，使微生物长期处在活性最高的生长期，保证了微生物的高效性。