基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的城鎮(zhèn)污水廠活性炭自動投加系統(tǒng)研究

方榮業(yè),史宇濱,蔣婷,李威,史惠祥*

(1. 浙江大學 環(huán)境與資源學院, 浙江 杭州310058； 2.華東勘測設計研究院有限公司, 浙江 杭州310014)

0 引 言

2016年《浙江省水污染防治行動計劃》明確： 2017年底前城鎮(zhèn)污水處理廠提標改造出水水質(zhì)全面執(zhí)行一級A標準，其中COD達到50 mg·L-1.近年來，粉末活性炭吸附技術(shù)因吸附效果好、成本低，常被中小型城鎮(zhèn)污水廠用于去除廢水中的COD，此方法正逐步發(fā)展為廢水深度處理的主流技術(shù)[1].目前，粉末活性炭投加仍處于人工控制階段，存在“活性炭投加量無法及時響應進水水質(zhì)的變化”和“技術(shù)人員根據(jù)經(jīng)驗手動調(diào)節(jié)泵的流量”等問題，導致出水COD值波動大，活性炭藥耗大.

通過分析粉末活性炭吸附去除COD的處理過程發(fā)現(xiàn)，出水COD受外部環(huán)境動態(tài)影響的因素較多，有原水流量、COD、pH值和溫度等，這些因素對出水COD的影響是非線性的，難以建立精確的活性炭吸附反應數(shù)學模型；環(huán)境對吸附反應的作用存在較大時滯.為此，筆者擬采用前饋預測控制器解決反應時滯問題.但傳統(tǒng)的數(shù)學模型因模型失配無法適應水質(zhì)的變化.隨著智能控制理論的完善，BP神經(jīng)網(wǎng)絡[2]通過學習歷史記錄數(shù)據(jù)建立預測模型，提高了模型的精確性.該方法應用于混凝劑自動投加已較成熟，但目前尚未見應用于活性炭投加的報道.此外，通過建立反饋PID控制器以修正前饋預測的投藥量，出水COD可實現(xiàn)穩(wěn)定達標.

本文以浙江省嘉善縣某城鎮(zhèn)污水廠深度處理工藝中粉末活性炭投加系統(tǒng)為……