生物流化床污水處理智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)王小藝

　　生物流化床（BFB ，biological fluidized bed） 污水處理技術(shù)是 20 世紀(jì) 70 年代初由美國(guó)首先開(kāi)始進(jìn)行研究的。生物流化床以其處理效率高、占地面積少、適應(yīng)性廣、負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)近些年成為污水處理行業(yè)的研究熱點(diǎn)， 許多國(guó)家的學(xué)者對(duì)生物流化床工藝技術(shù)進(jìn)行了大量的研究試驗(yàn)和改進(jìn)工作。國(guó)內(nèi)學(xué)者徐功娣等對(duì)序批式生物流化床進(jìn)行了研究， 采用序批式操作完成從液固二相流化床到氣液固三相流化床的轉(zhuǎn)化; 韋朝海等分析了主要過(guò)程參數(shù)如氣水比、液體循環(huán)速度、氧傳遞系數(shù)及混合時(shí)間與結(jié)構(gòu)參數(shù)、操作參數(shù)的相關(guān)性。另外，生物流化床技術(shù)在循環(huán)流化床燃煤和生產(chǎn)技術(shù)方面也得到了應(yīng)用。生物流化床作為一種高效的污水處理新技術(shù)， 是以生物膜法為基礎(chǔ)，吸取了化工操作中的流態(tài)化技術(shù)，屬于一種非線性、大滯后、時(shí)變、多變量耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，缺少智能、有效的控制方法，制約了生物流化床污水處理技術(shù)的推廣應(yīng)用?？紤]到生物流化床污水處理技術(shù)存在的上述問(wèn)題， 同時(shí)為實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的優(yōu)化控制目的，本文提出了一種生物流化床智能控制系統(tǒng)，通過(guò)模糊控制技術(shù)解決生物流化床的非線性、大滯后及優(yōu)化控制等問(wèn)題，為生物流化床的推廣應(yīng)用提供了有效途徑。

　　圖 1 為生物流化床的工作原理。

　　生物流化床中對(duì)廢水主要污染物有降解作用的微生物，通過(guò)一定的方式固定在一定濃度的載體（如砂、玻璃珠、活性炭等） 上?？諝夂痛幚淼膹U水從反應(yīng)器底部同向進(jìn)入，通過(guò)控制氣、液兩相的流速，使污水與載體上的微生物充分接觸，實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物的有效降解。同時(shí)，在反應(yīng)器頂部，通過(guò)分離裝置將處理后的污水從溢流槽排出。由于空氣的攪動(dòng)使生物流化床內(nèi)部的生物載體不斷地運(yùn)動(dòng)，相互摩擦，使生物膜及時(shí)脫落，控制了載體上生物膜的厚度，使微生物長(zhǎng)期處在活性最高的生長(zhǎng)期，保證了微生物的高效性。