污水处理过程pH值控制的研究

• 作 者: 杨玉东
• 机 构: 东北大学
• 出 处: 东北大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 废水处理 污水处理过程 酸碱值控制 pH值控制

近年来我国已经成为世界工业生产大国，钢铁、铜、锌等年产量均位于世界前列，但生产中的废水处理存在很大的问题，废水中含有大量的酸碱溶液，如直接排放，不仅污染水源，而且有害人民身体健康，因此必须进行处理。废水处理中的pH值控制是其关键部分，直接影响后续废水处理的质量。然而由于pH对象本身具有时滞和非线性，一直是工业上控制的难点。
本文以江西德兴铜矿工业水处理站的废水处理过程为背景，查阅了大量国内外相关文献，对酸性条件下废水pH值处理的控制技术进行了探讨和研究。文中结合工厂现有设备及控制现状，根据pH特性，将原有PID算法改进为自适应非线性PID。在此基础上，针对系统存在的多扰动，大惯性及滞后特点，将系统的控制方案由单闭环控制改为前馈串级控制，并在输入端引入滤波器来减小超调，改进后系统的仿真效果较好，具有实用价值，可在现场实施。
工业现场存在滞后现象，给控制带来了一定困难，增大控制周期是克服滞后的一种方法，如果能在控制系统中引入对未来输出的预测将更能提高控制质量。现场有经验的工人常根据输出量的历史趋势来判定未来输出量的变化情况，基于这种思想。采用最小二乘法根据输出量的历史趋势进行滚动递推预测，方法简单，对现场条件要求不高，与自适应PID结合，仿真结果表明对控制效果具有一定的改善作用，但由于这种预测属于线性预测，精度低，所以为了提高预测效果，采用非线性方法，将线性系统与前馈神经元网络相结合，多步递推预测，预测中考虑了控制量对预测的影响，仿真表明其预测的控制效果优于基于历史趋势的线性预测效果。这两种预测对控制均可起到辅助作用，现场可根据自身条件进行选择。