专利名称：间歇式活性污泥法模糊控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种污水处理系统去除有机污染物的控制设备。
模糊控制(Fuzzy Control)是智能控制的重要组成部分与支柱。其显著特点是在建立模糊控制规则时可利用人的知识和经验以及新的研究成果，让计算机模拟人脑对模糊事物的处理能力，进而完成其它控制方式无法处理的模糊信息，实现具有智能化的模糊控制。自zadeh提出模糊集合理论和Mamdani(1975)发表了第一篇关于模糊控制的论文以来，模糊控制在工程中的应用日益广泛与深入。由于污水水质、水量变化很大，在水处理中的研究与应用仍处于空白状态。
技术内容本实用新型解决SBR工艺去除有机污染物COD过程的在线自动控制问题。根据进水有机污染物浓度变化灵活地改变与调节反应时间，并控制反应过程中的曝气量处于合适的水平。
本实用新型间歇式活性污泥法模糊控制装置的技术方案包括由存储器、中央处理器、出入端和输出端组成的主机，其特征在于主机的输入端通过数据信号输入接口，连接氧化还原电位测定仪、溶解氧浓度测定仪PH测量计，上述氧化还原电位测定仪、溶解氧浓度测定仪和PH测量计又分别连接污水处理系统内的氧化还原电位传感器、溶解氧浓度传感器和PH值传感器；主机的输出端通过数据信号输出接口，连接污水处理系统曝气量、曝气时间、进出水的执行结构。
上述执行机构包括电源、变压器和在线控制污水处理系统的曝气继电器、进水继电器、出水继电器，上述三个继电器经接口与模糊控制装置的主机连接。
本实用新型的工作原理和过程(1)选择能够在线检测，响应时间短，精确度高的氧化还原电位、溶解度浓度和pH值作为SBR法降解有机污染物反应过程的被控制变量。并通过大量反复的试验，明确在有机物降解反应过程中氧化还原电位，溶解氧浓度和pH值变化规律，以及与上述各生化反应之间的定量关系，考察溶解氧浓度、氧化还原电位和pH作为SPR降解有机物过程曝气量和反应时间的模糊控制参数的可行性。
(2)根据上述试验结果，将氧化还原电位，溶解氧浓度和pH在上述生化反应过程中的变化用模糊变量来表示，即将被控制变量进行模糊化处理，得到模糊集合向量。
(3)在试验基础上，分析氧化还原电位、溶解氧浓度和pH这三个被控制变量与生化反应的关系，建立以模糊语言表示的模糊控制推理的合成规则和模糊控制规则。模糊控制规则的好坏直接关系到在线模糊控制的质量，因此，还需要通过模拟试验反复修改模糊控制规则。
(4)在模糊控制规则的指导下，经过模糊决策后，得到模糊控制变量；为了对被控制对象SBR处理系统施加精确的控制，还需要将模糊控制变量转换为可以执行的准确量，这就是设计模糊控制系统所必须的非模糊化处理。
(5)设计在线模糊控制的计算机算法及其程序将原始检测数据的采集与处理，上述模糊控制过程，用执行机构直接对SBR反应过程进行控制等整个运行过程，用计算机及其软件系统来实现。
(6)通过模拟试验来修改完善SBR法在线模糊控制系统模拟试验是检验控制系统性能好坏的唯一标准，通过SBR法模糊控制的模拟试验结果，修改其控制系统的某一部分或者全部，并且这一修改过程要反复进行，直到满足可靠性、适应性和良好地维护性。
有益效果选择能够在线检测、响应时间短、精确度较高的氧化还原电位氧化还原电位、溶解氧浓度溶解氧浓度和pH值作为控制参数，间接反映曝气池中有机污染物浓度COD变化，自动智能控制反应过程，根据原水水质水量的变化实时控制各个生化反应所需时间和适宜的曝气量，实现具有智能化的控制，保证出水水质的前提下节省能耗。
简写式活性污泥法模糊控制装置以氧化还原电位、溶解氧浓度和pH值作为间接的被控变量，根据原水水质、水量变化，实时控制有机物降解所需的反应时间以及曝气过程所需曝气量，通过氧化还原电位、溶解氧浓度和pH值多变量实时变化和在线模糊控制，准确地把握有机物降解进行的程度，及时地采取相应措施。该控制系统具有初步的自适应、自组织与自学习功能，可大大提高SBR工艺过程的计算机自动控制水平，确保出水水质达标、节省运行费用。氧化还原电位、溶解氧浓度和pH等传感器不仅能在线检测、响应时间短、而且精度高、便于与计算机接口。根据这三个被控变量设计的模糊控制器，避免传统控制方法的缺点，提高SBR处理系统的可靠性，为进一步实现普通活性污泥法的在线模糊控制奠定基础。本实用新型可广泛应用于中小城镇城市污水或有机工业废水的处理，特别适用于已采用SBR工艺的污水处理厂或准备采用SBR工艺的污水处理厂。
图中1-电源、2-变压器、3-执行机构、4-进水继电器、5-出水继电器、6-曝气继电器、7-溶解氧浓度传感器、8-氧化还原电位传感器、9-pH值传感器、10-接口、11-污水处理系统、12-溶解氧浓度测定仪、13-氧化还原电位测定仪、14-PH测量计、15-主机接口、16-主机、17-光驱、18-软驱、19-电源开关、20-打印机接口、21-显示器接口、溶解氧浓度简称-DO、氧化还原电位简称-ORP。
其主机16的输入端通过数据信号输入接口，连接氧化还原电位测定仪13、溶解氧浓度测定仪12和pH测量计14，上述氧化还原电位测定仪、溶解氧浓度测定仪和pH测量计又分别连接污水处理系统内的氧化还原电位传感器7、溶解氧浓度传感器8和pH值传感器9；主机的输出端通过数据信号输出接口，连接控制污水处理系统曝气量、曝气时间、进出水的执行机构3。执行机构包括电源1、变压器2和在线控制污水处理系统的曝气继电器6、进水继电器4、出水继电器5，上述三个继电器经主机接口15与模糊控制装置的主机16连接，由接口10与污水处理系统11连接。
氧化还原电位测定仪、溶解氧浓度测定仪和pH测量计、氧化还原电位传感器、溶解氧浓度传感器和pH值传感器均可选择市场现有产品。
权利要求1.一种间歇式活性污泥法模糊控制装置，包括由存储器、中央处理器、出入端和输出端组成的主机，其特征在于主机的输入端通过数据信号输入接口，连接氧化还原电位测定仪、溶解氧浓度测定仪和PH测量计，上述氧化还原电位测定仪、溶解氧浓度测定仪和PH测量计又分别连接污水处理系统内的氧化还原电位传感器、溶解氧浓度传感器和PH值传感器；主机的输出端通过数据信号输出接口，连接污水处理系统曝气量、曝气时间、进出水的执行结构。
2.根据权利要求1所述的间歇式活性污泥法模糊控制装置，其特征在于所述执行机构包括电源、变压器和在线控制污水处理系统的曝气继电器、进水继电器、出水继电器，上述三个继电器经接口与模糊控制装置的主机连接。
专利摘要一种间歇式活性污泥法模糊控制装置，包括由存储器、中央处理器、输入端和输出端组成的主机，其主机的输入端通过数据信号输入接口，连接ORP测定仪、DO测定仪和pH测量计，上述ORP测定仪、DO测定仪和pH测量计又分别连接污水处理系统内的氧化还原电位(ORP)传感器、溶解氧浓度(DO)传感器和pH值传感器；主机的输出端通过数据信号输出接口，连接控制污水处理系统曝气量、曝气时间、进出水的执行机构。执行机构包括电源、变压器和在线控制污水处理系统的曝气继电器、进水继电器、出水继电器。能准确地把握有机物降解反应过程进行的程度，及时地采取相应措施，确保出水水质达标，并节省运行费用，实现自动智能化控制。
文档编号C02F3/12GK2559024SQ0223996
公开日2003年7月2日 申请日期2002年6月14日 优先权日2002年6月14日
发明者彭永臻, 王淑莹, 曾薇 申请人:彭永臻