摘要：活性污泥法是生活污水处理中应用最为广泛的方法之一。实验研究制作了一套自动控制曝气系统，可实现对溶解氧（DO）这一重要参数及时、精确、稳定的控制，DO控制精度为±0.2 mg/L。采用该系统有利于提高农村分散式污水处理设施的自动化程度，从而应对劳动定员不足、操作人员专业水准还有待提高等客观现实情况，同时提高处理效果的稳定性。此外，该系统能有效降低曝气冗余，节能效果明显，有助于降低农村水处理环保设施的运行成本，缓解地方运营成本压力。
我国城镇化建设不断推进。国家对农村环保基础设施建设的投入逐年增多。近年来，环境保护部在全国范围内先后开展了“农村环境连片整治”和“农村环境综合整治”工作，各地农村生活污水处理设施数量及处理能力均得到明显提升。但有2个问题值得讨论：（1）对于一些排放标准严格的农村生活污水处理设施，操作人员的专业水平和实际经验还有待提高，是设施达标处理稳定性的潜在影响因素之一；（2）城乡经济水平尚存在差异，环保设施日常运营成本给地方政府造成了一定的压力，“建得起，用不起”的现象仍然存在。
生活污水处理领域中，活性污泥法是应用最为广泛的处理方法之一。该方法中，DO是菌胶团降解有机物，转化氮、磷生化过程的重要环影响因子和有效调控参数，但其易受外界环境（如进水水质、污泥浓度、水温、气压等）影响，波动性较大，DO稳定控制与否将直接关系到污水处理的效果；
此外，通常采用改变生化池曝气量来对DO进行调节，作为活性污泥工艺中能耗最大的工艺单元，控制曝气冗余是降低污水处理成本的有效手段。
本文介绍了一套溶解氧稳定自控曝气系统。该系统通过实现DO自动化控制来促进农村污水处理设施的稳定运行；同时，该系统还提高了DO控制精度，可有效降低曝气设备运行电耗。从而为有效提高污水处理设施参数控制精度，以及有效降低污水处理设施运行成本的问题提供了一条新的解决思路。
1现有控制方法
目前，国内大多数污水处理厂、站仍采用手动控制曝气系统，部分采用自动控制曝气系统。现列举4种具代表性的曝气控制系统，其运行方式及存在的问题如表1所示。
在总结现有控制方法特点的基础上，本系统采用在线荧光溶氧仪实时反馈溶解氧信号，在PLC自动控制的基础上，通过PID参数控制加强了变频精度，使得变频器对风机的控制更为精确，从而实现对溶解氧及时、精确、稳定的控制。同时，变频精度的提高可有效降低曝气量冗余，达到曝气系统节能的目的。
2 实验工艺与方法
2.1 PLC控制单元
PLC控制单元包括：中央处理单元（含数字量输入、输出模块），模拟量输入、输出模块，它们在工作中组成了一个闭环自动化控制系统。该单元的控图1闭环控制系统Ｆig.1 CLOSeDLOOPcONtROLSySteM制流程如图1所示，通过荧光法溶氧仪对曝气池中的DO值进行检测，采集到的信号经由PLC控制单元内编写的程序处理，并输出给变频器来完成对鼓风机的调速、控制其曝气量来调节DO值。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
2.2 自动化控制方案设计
荧光法溶氧仪采集到的模拟量信号经由模拟量输入模块，将模拟量信号转换为数字量信号（A/D信号转换），经中央处理单元内编制的程序处理后通过模拟量输出模块（D/A信号转换）输出给变频器的模拟量端子，来完成对鼓风机的变频调速，如图2所示。在中央处理单元处理模拟量信号的过程中，通过引入PID控制，使其相对于常规自动化控制程序的控制精度更高。
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