城市汙水處理智慧控制技術研究論文

　　摘要:中國每年排放的汙水數量驚人，大量的城市汙水造成了水資源的極大浪費，同時也加劇了中國水汙染現象，人均水資源緊缺問題愈發嚴重，正是由於這個原因，汙水處理成為國家注視的焦點，現有的汙水處理控制技術存在多種問題，而智慧控制技術可以很好的解決這些問題，本文就談談汙水處理中的智慧控制技術。

　　關鍵詞:汙水處理;原因;智慧控制技術

　　隨著經濟發展，工業廢水和生活汙水總量上升，水汙染現象嚴重，國家對此保持高度重視，在各個城市建立了汙水處理廠，對汙水進行一系列工藝的處理之後，使其達到排放標準，以此降低水汙染嚴重程度。汙水處理過程具有多變數、非線性、時變性與隨機性的特點，其控制過程十分複雜［1］，我國的汙水處理廠引進汙水治理工藝時間較晚，其自動化程度有待提高，由此造成的裝置使用壽命降低、管理雜亂、實時性較弱等情況使得出水水質不穩定，因此提出將智慧控制技術應用於城市汙水處理。

　　一、什麼是智慧控制技術

　　智慧控制技術是控制理論發展的新階段，主要用來解決那些傳統方法難以解決的複雜系統的控制問題。常用的智慧技術包括模糊邏輯控制、神經網路控制、專家控制、學習系統、分層遞階控制、遺傳演算法等［2］。因為汙水處理過程中的控制過程複雜，傳統的控制方法難以實現對汙水處理的實時控制，而相對於傳統的控制方法，智慧控制技術在控制汙水處理過程中的優點極為明顯。

　　二、為什麼在城市汙水處理中應用智慧控制技術

　　(一)原有城市汙水處理技術有待提高

　　中國由於引進汙水處理技術時間較晚，雖說發展到現在，我國的環保理念和處理工藝都有了很大的進步與提高，與國外的差距並不算大，但是在環保單元裝置和自動控制技術方面仍與國外具有較大差距，其處理工藝及所用裝置的自動化水平不高。因為裝置的自動化和自動控制技術的落後，加上汙水處理本身的特點，汙水處理工藝控制過程極為複雜，原有的裝置和技術導致汙水處理之後的水質不穩定，在汙水處理效果上有待加強，同時裝置的損壞程度和使用壽命也受到影響，汙水處理過程中所消耗的資源數量較大，這些問題普遍存在於中國汙水處理工藝過程中，中國原有的汙水處理工藝和控制技術有待加強［3］。

　　(二)智慧控制技術優勢明顯

　　智慧控制技術相對於我國原有的`控制技術，優勢極為明顯。首先，智慧控制技術在控制上便處於極大的優勢地位，汙水處理本身就具有多變性、非線性等特點，在具體的汙水處理過程中，不能按照既定的、線性的規定進行控制，多變的具體情況使得我國現有的汙水處理控制技術在應變方面顯露不足，而智慧控制技術在這一點上遠超現有的控制技術，智慧化控制汙水處理過程，並且可以根據汙水處理的實時情況進行相應的調整，規範化控制，摒除現有的管理混亂現象。因為對汙水處理的實時性控制和非線性的應變能力，使得智慧控制技術可以有效管理整個汙水處理過程，因此可以有效掌握汙水處理過程中的多變性並作出應對，從而保證了出水水質的穩定。規範化管理帶來的是減少不必要的資源消耗如電力消耗，以及降低裝置的損耗程度，從而在汙水處理整體上既降低損耗，又保證水質穩定。

　　三、城市汙水處理的智慧控制技術

　　基於智慧控制技術在汙水處理控制上的優點，將智慧控制技術應用於城市汙水處理過程中對汙水處理和水資源淨化具有重大意義。將智慧控制技術應用於汙水處理，有三大目的，一是透過智慧技術實現對汙水處理系統的有序、有效管理;二是降低汙水處理過程中的能耗;三是保證汙水處理系統處理的汙水在多種條件影響下仍然達到標準出水水質。策略上理應從這目的出發。

　　(一)模糊控制

　　模糊控制是一種智慧控制系統，該系統是透過一種控制規則來控制系統的，這種控制規則能夠將專家或者實際工作操作者的控制經驗和相關知識變成語言變數描述，然後模糊控制系統就利用這種控制規則來實現對智慧系統的控制。鑑於模糊控制是根據實際操作者或者專家的經驗和知識來進行控制的，因此模糊控制比較適用於複雜的、非線性的不能建立實際數學模型的系統的控制，而汙水處理過程中重要的一點就是過程的非線性，因為非線性的特點使得汙水處理過程具有複雜性，不便於系統管理，模糊控制系統可以很好的解決這個問題，因此，近幾年該控制系統受到汙水處理系統研究的高度重視。

　　(二)神經網路系統

　　神經控制是人工神經網路控制的簡稱，神經網路和人體神經網路組成有共同點，人體神經網路中有大量神經元作為節點，而神經網路則是由大量的人工神經元聯結起來形成的網路，神經網路的強大之處在於它的自適應性和學習能力極強，容錯能力高，和模糊控制相似的是它也適用於非線性的控制，這些特點或者說是優點吸引了許多汙水處理專家的目光，國內外汙水處理專家都對神經網路重視程度加深，同時開展了大量研究，致力於將神經網路控制應用在汙水處理智慧控制系統中，並且取得了良好進展，成果斐然。

　　(三)專家控制

　　專家控制是智慧控制技術中一個重要的組成部分，又被稱為專家智慧控制。專家智慧控制，顧名思義，在特殊情況下可以根據專家的系統理論和技術知識，仿效專家的方法，對汙水系統進行控制。該智慧控制系統由於具備專家技術和理論知識，並且可以根據具體情況對系統進行智慧控制，因此，專家控制也受到關注，尤其是在國外，早在上世紀九十年代就有國外專家將專家控制應用於汙水處理智慧控制系統中，並且取得了不俗的成績。結束語:智慧控制技術雖然因為其特點在汙水處理控制系統中具有非常明顯的優勢，國內外也對智慧控制技術在汙水處理控制系統中的應用作出了相關研究，並且成績不俗，尤其是在國外，由於技術水平較高，在智慧控制技術應用方面的研究也較為領先，在中國，將智慧控制技術應用於城市汙水處理系統中具有重要的現實意義，對解決現階段汙水處理中存在的問題很有幫助。

　　參考文獻：

　　［1］傅曉陽．城市汙水處理智慧控制技術應用前景研究［D］．北京工業大學，2010．

　　［2］彭芳．汙水處理智慧控制系統的研究與實現［D］．電子科技大學，2004．