生物流化床污水處理技術(shù)進(jìn)展與展望_圖文

1、綜述與評(píng)論 化工自動(dòng)化及儀表,2010,37(2:1-6 Control and Instruments in Chemical Industry生物流化床污水處理技術(shù)進(jìn)展與展望 劉載文,蘇震,王小藝,連曉峰(北京工商大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院,北京100048摘要:生物流化床是一種高效的、適應(yīng)性廣的新型污水處理技術(shù),它是一個(gè)分布參數(shù)、非線性、時(shí)變、大滯后 和多變量耦合的復(fù)雜系統(tǒng),難以建立精確的數(shù)學(xué)模型,生物流化床的自動(dòng)控制已經(jīng)成為其推廣的重要障礙之一。 本文在簡要介紹生物流化床污水處理技術(shù)的工藝特點(diǎn)及發(fā)展?fàn)顩r基礎(chǔ)上,著重從控制方案、策略方面對(duì)其他流化 床的控制方法進(jìn)行總結(jié),并提出生物流化床控制

2、思路,最后分析生物流化床的發(fā)展前景,針對(duì)目前生物流化床存 在的問題,提出未來的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞:污水處理;生物流化床;智能控制中圖分類號(hào):TE992文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1000.3932(201002-0001-061引 言隨著人類的發(fā)展、水資源的短缺、污染已經(jīng)成 為社會(huì)發(fā)展的一塊絆腳石,污水、廢水的處理將是 我們一直面臨并一定要解決的重要問題。近20多年來,城市污水處理事業(yè)已有較大的發(fā)展,城市 污水處理廠大多采用生化處理工藝,其技術(shù)成熟、 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)可靠、處理能力強(qiáng)、效果好。在生化處理 污水的工藝中,生物流化床技術(shù)以其表面積巨大、 傳質(zhì)效果高效、抗沖擊能強(qiáng)力、微生物活性強(qiáng)、占 地面積少等

3、優(yōu)點(diǎn)成為近年來研究的熱點(diǎn)。但是, 由于生物流化床為較新的污水處理工藝,目前研 究多集中在床體原理、結(jié)構(gòu)和反應(yīng)物上,在控制方 面的研究較少,大多生物流化床污水處理系統(tǒng)還 采用定時(shí)曝氣、定量進(jìn)水的控制方法,這種控制方 法不僅耗費(fèi)了大量的電能,而且不能保證出水指 標(biāo)的穩(wěn)定。經(jīng)深入調(diào)研,在流化床工藝的其他領(lǐng) 域方面,對(duì)智能控制已經(jīng)進(jìn)行了不少的研究,并取 得了一定成效,鑒于生物流化床和其他流化床的 相似性,可以借鑒其先進(jìn)的控制方法提高生物流 化床污水處理系統(tǒng)的效能。本文針對(duì)生物流化床污水處理的發(fā)展?fàn)顩r,對(duì) 生物流化床的工藝進(jìn)行簡要介紹,并總結(jié)其歷史和 現(xiàn)狀,著重從控制方法上對(duì)其他流化床進(jìn)行總結(jié),分 析生

4、物流化床控制方法的最新發(fā)展趨勢(shì),并指出未 來控制方法的研究方向,為治理污水、綜合保護(hù)水資 源提供有效參考。2生物流化床工藝簡介生物流化床是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的污 水處理技術(shù),圖1為三相內(nèi)循環(huán)生物流化床示 意圖。其工藝原理是將對(duì)廢水中主要污染物有降解 作用的好氧生物通過一定的方式固定在一定粒度 的載體上,空氣和待處理的廢水從反應(yīng)器底部同 向進(jìn)入,通過控制氣、液兩相的流速,使流化床反 應(yīng)器內(nèi)載有生物體的固相呈流化狀態(tài)。廢水中的 污染物與生長在載體上的好氧微生物接觸反應(yīng), 降解去除廢水中的污染物。在反應(yīng)器頂部,通過 分離裝置實(shí)現(xiàn)三相分離,澄清的廢水從溢流槽排 出。由于空氣的攪動(dòng)使生物膜及時(shí)脫落

5、,控制載 體上生物膜的厚度,也不需另設(shè)專門的脫膜裝置。 在流化床內(nèi),填料流態(tài)化的同時(shí),還進(jìn)行氧的吸收 和有機(jī)物的降解兩項(xiàng)功能,因此這種工藝的難點(diǎn) 在于正確地確定氣、液比例和控制氣、液、固三相 協(xié)調(diào)的操作條件。3生物流化床研究歷史及現(xiàn)狀早在上個(gè)世紀(jì)30年代就有人提出在懸浮床、膨 脹床或流化床中采用將活細(xì)胞固定在顆粒載體上的 辦法來處理廢水的設(shè)想。但直到60年代后期,這收稿日期:200912-30(修改稿基金項(xiàng)目:國家科技支撐計(jì)劃子課題(2007BAK36807;北京 市教委科技創(chuàng)新平臺(tái)項(xiàng)目 萬 方數(shù)據(jù)2 化工自動(dòng)化及儀表 第37卷一設(shè)想都未能在廢水生物處理的工業(yè)化過程中付諸 實(shí)施。1971年Ro

6、bert等人對(duì)廢水生物處理水作深 度凈化時(shí),發(fā)現(xiàn)被活性炭吸附的有機(jī)物大都能被微 生物所分解,這為發(fā)展具有生物膜法和活性污泥法 兩者優(yōu)點(diǎn)的生物流化床技術(shù)提供了試驗(yàn)基礎(chǔ)。從那 以后,美國、英國、日本等國對(duì)生物流化床技術(shù)進(jìn)行 了大量的研究試驗(yàn)工作。1973年美國Jeris Johns等 人成功開發(fā)了厭氧生物流化床技術(shù),用于去除COD。 和NH,一N的硝化處理,同年申請(qǐng)了專利。1975年, 美國Ecolotrol公司開發(fā)了HY-FIO生物流化床工 藝,用于廢水的二、三級(jí)處理。美國DorrOliver公司 在流化床的實(shí)用性方面做了許多研究,尤其是充氧 器與進(jìn)水分布系統(tǒng)上取得了很大的進(jìn)展。Dorr.Oli

7、. vet設(shè)計(jì)的Oxitron反應(yīng)器一1,在床底部的錐體部分 采用噴嘴造成一種強(qiáng)有力的噴射床作為流化床的分 布器。英國水研究中心和美國水研究中心又分別對(duì) 充氧方式進(jìn)行改進(jìn)Ho,并成功地用于厭氧一好氧兩 段流化床對(duì)廢水進(jìn)行全面的二級(jí)處理,包括有機(jī)碳 的去除和脫氮。日本于70年代中期進(jìn)行此方面的 研究,它著眼于中小型工廠的廢水處理,采用的空氣 曝氣裝置的構(gòu)型和脫膜方式與歐美不同。例如,三 菱公司研制的流動(dòng)循環(huán)曝氣反應(yīng)器,把曝氣、脫膜、 循環(huán)合成一體。1993年日本Hokkaido大學(xué)的學(xué)者 報(bào)道了一種由顆粒流化床分離器、好氧生物濾床和 薄膜過濾器組成的新型處理系統(tǒng)”1。在工程實(shí)踐 中,以好氧流化床

8、降解含22種酚和氮雜環(huán)、芳香胺 的廢水,以純氧為氧源的生物流化床降解含多氯代 酚的地下水、生物流化床處理酵母廢水、垃圾填埋場 浸出液中難降解有機(jī)污染物的處理、在顆?；钚蕴?流化床中2,4,6.三氯代酚的厭氧降解,流化床生物 膜反應(yīng)器系統(tǒng)處理湖水中的藻類等均取得了滿意的 效果。隨著生物流化床應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大,越來越 多的學(xué)者開始研究生物流化床工藝。在流化床結(jié) 構(gòu)方面,何衛(wèi)中等人在復(fù)合生物流化床基礎(chǔ)上,研 制了一種新型自充氧式內(nèi)循環(huán)三相復(fù)合事物流化 床反應(yīng)器,是一種全混流型與置換型相疊加的反 應(yīng)器一。;華彬等人設(shè)計(jì)了兩個(gè)內(nèi)循環(huán)三相反應(yīng)器 的改進(jìn)型外循環(huán)三相流化床?！?其特點(diǎn)是主 床一側(cè)設(shè)置副床;徐

9、功娣等人研究的序批式生物 流化床,采用序批式操作,能完成從液固二相流化 床到氣液固三相流化床的轉(zhuǎn)化。8|。在流化床載體 方面,蔡建安等人發(fā)現(xiàn),在氣升式流化床反應(yīng)器中 使用粗粒焦碳與細(xì)粒石英砂組成的混合載體來處理廢水,有良好的效果。與單一載體相比,使用不 同粒徑的混合載體不易流失,并且使流化床的容 積負(fù)荷更高,有利于載體掛膜和氧的轉(zhuǎn)移傳質(zhì),可 降低曝氣能耗舊;李探微等人也采用氣升式流化 床反應(yīng)器處理污水,對(duì)爐渣、焦碳、塑料顆粒進(jìn)行 了載體實(shí)驗(yàn)比較¨0。結(jié)果表明,塑料顆粒較易流 化,但稍有流失。載體掛膜效果,焦碳略優(yōu)于爐 渣,塑料效果最差。有機(jī)物降解作用,焦碳、爐渣 兩者在COD去除率相

10、當(dāng),塑料效果最差;Edwards 在研究生物流化床處理高濃度化工廢水時(shí)發(fā)現(xiàn), 顆粒活性炭流化床比以砂粒作載體的流化床具有 更高的抗COD負(fù)荷沖擊的能力,也能更迅速地啟 動(dòng)1。在流化床生物膜方面,Ka哂等人對(duì)生物流 化床進(jìn)行了理論分析,認(rèn)為生物膜有一個(gè)最理想 的厚度可以使廢水中污染物的去除效率最高一“; 周平等人也對(duì)生物膜厚度對(duì)流化床反應(yīng)器處理性 能的影響進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)載體生物膜較薄時(shí),雖 然膜內(nèi)傳質(zhì)阻力較小,但由于這時(shí)生物濃度也較 低,故處理效果較差,出水濃度較高;而當(dāng)載體生 物膜較厚時(shí),一方面由于膜內(nèi)傳質(zhì)阻力較大,另一 方面由于為維持床高而排出的載體量過大,導(dǎo)致 床內(nèi)生物濃度下降,故處理效

11、果也不好,出水濃度 較高¨引。作為影響流化床性能的重要參數(shù),作者 研究得到流化床載體生物膜最佳厚度為180“m; 劉焱等人對(duì)生物流化床中載體生物膜的生長、脫 落、活性、性質(zhì)及生物膜厚度與流化床反應(yīng)器的處 理效率的關(guān)系等問題進(jìn)行了綜合研究¨“。在流化床其他方面,不少學(xué)者也進(jìn)行了研 究。韋朝海等人分析了主要過程參數(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【1卜1?！?。徐穎等人從生物 流化床的結(jié)構(gòu)參數(shù)、流體力學(xué)方面進(jìn)行了研 究?！盝引。楊衛(wèi)國等人采用溶氧法測量了三相 循環(huán)流化床中液相溶氧濃度的軸向分布,并按軸 向擴(kuò)散模型處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),優(yōu)化得到氣

12、液體積傳 質(zhì)系數(shù)Kla,并研究了主要操作條件對(duì)氣液傳質(zhì) 系數(shù)的影響規(guī)律¨。4生物流化床控制技術(shù)展望前人在生物流化床污水處理方面的研究主要集 中在流化床構(gòu)造結(jié)構(gòu)、流體力學(xué)特性、氧傳質(zhì)特性、 液傳質(zhì)特性以及載體和生物膜等方面,并已取得了 突破性進(jìn)展。但是在生物流化床污水處理的自動(dòng)控 制方法上的研究卻較少,再加上出水水質(zhì)很難在線 實(shí)時(shí)測量,絕大多數(shù)污水處理廠仍然采用開環(huán)控制, 萬 方數(shù)據(jù)第2期 劉載文等.生物流化床污水處理技術(shù)進(jìn)展與展望 3即使少數(shù)污水廠采用閉環(huán)控制也是采用國外進(jìn)口檢 測儀器構(gòu)成閉環(huán),大大增加了成本,也沒有達(dá)到理想 中的優(yōu)化控制。生物流化床的控制目的一方面要維持出水指 標(biāo)的

13、穩(wěn)定,另一方面就是要實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,優(yōu)化控 制。目前國內(nèi)生物流化床污水處理閉環(huán)系統(tǒng)主要 是根據(jù)經(jīng)驗(yàn),采用單變量手動(dòng)控制,在曝氣量恒定 的條件下控制進(jìn)水量或者在進(jìn)水量恒定的基礎(chǔ)上 控制曝氣量馴,這種控制方法的缺陷一方面在 于不能根據(jù)污水進(jìn)水水質(zhì)的實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整運(yùn) 行參數(shù),難以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制;另一方面在于當(dāng)進(jìn)水 負(fù)荷變化較大時(shí)很難保證出水指標(biāo)的穩(wěn)定。由于 生物流化床污水處理是一個(gè)分布參數(shù)、非線性、時(shí) 變、大滯后、多變量耦合的復(fù)雜控制對(duì)象。常規(guī)的 控制方法在控制生物流化床對(duì)象時(shí)存在許多缺 點(diǎn):忽視對(duì)象內(nèi)部的耦合性,尤其是孤立的控制進(jìn) 水量和曝氣量;沒有采取有效的克服過程大滯后 的方法,導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定;

14、只簡單考慮穩(wěn)定工況下 的自動(dòng)控制,忽視了不同工況之間的切換或外界 環(huán)境變化導(dǎo)致的對(duì)象特性變化,造成控制系統(tǒng)無 法長期有效的運(yùn)行。對(duì)此,可以采用先進(jìn)的智能 控制方法解決這些問題。通過文獻(xiàn)調(diào)研早已有學(xué) 者在流化床其他應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行過研究,如循環(huán)流 化床燃煤技術(shù)心引、生產(chǎn)技術(shù)心31等。雖然是在不同 工藝的研究,但其均為分布參數(shù)、非線性、時(shí)變、大 滯后、多變量強(qiáng)耦合系統(tǒng),具有一定的相似性,因 此可以借鑒一些先進(jìn)的智能控制,將其應(yīng)用于生 物流化床污水處理的控制中去。4.1生物流化床自適應(yīng)控制生物流化床是一個(gè)時(shí)變、多工況的對(duì)象,因此 一個(gè)固定參數(shù)的控制器很難在整個(gè)時(shí)間域內(nèi)都適 用。在這種情況下,引入自適應(yīng)機(jī)

15、構(gòu)是十分自然 的。自適應(yīng)控制可以通過不斷測量系統(tǒng)的狀態(tài)、 性能或參數(shù),得到當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行指標(biāo)并與期望的 指標(biāo)進(jìn)行比較,從而調(diào)整控制器的結(jié)構(gòu)或者參數(shù), 以保證系統(tǒng)運(yùn)行在某種意義下的最優(yōu)或次優(yōu)狀 態(tài)。自適應(yīng)控制器的這種特性就可以保證當(dāng)生物 流化床對(duì)象發(fā)生時(shí)變或改變工況時(shí),控制器可以 通過調(diào)整參數(shù)來適應(yīng)這個(gè)變化,從而保證了系統(tǒng) 的控制效果?？梢詫⒛：刂婆c自適應(yīng)機(jī)構(gòu)相結(jié) 合。,對(duì)進(jìn)水量和曝氣量進(jìn)行多變量控制,用對(duì)系 統(tǒng)影響大的變量做為一級(jí)變量,次之的選作二級(jí) 變量,以此類推。在此基礎(chǔ)上引入自適應(yīng)機(jī)構(gòu)通 過計(jì)算各項(xiàng)性能指標(biāo)(擬衰減率、振蕩度、殘差、超調(diào)量,由監(jiān)控規(guī)則集在線調(diào)整量化因子、加權(quán)因 子等控制器

16、參數(shù),實(shí)現(xiàn)多級(jí)白適應(yīng)模糊控制系統(tǒng), 大大提高了系統(tǒng)的魯棒性。多級(jí)自適應(yīng)模糊控制 系統(tǒng)如圖2所示。或是針對(duì)生物流化床鍋爐主蒸 汽壓力被控對(duì)象時(shí)變、非線性的特性,采用模糊控 制與PID控制相結(jié)合的模糊PID自整定算法1, 對(duì)曝氣系統(tǒng)或進(jìn)水系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。當(dāng)過程參 數(shù)變化過大、PID不能進(jìn)行有效控制時(shí),切換到模 糊控制,同時(shí)進(jìn)行在線辨識(shí),直到辨識(shí)精度滿足要 求;當(dāng)過程參數(shù)變化較小時(shí)切回常規(guī)PID控制。 這類控制算法具有調(diào)量小、穩(wěn)定性好、對(duì)模型參數(shù) 適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn),能夠取得良好的控制效果,提 高了其控制品質(zhì)和適應(yīng)性。另外,基于全系數(shù)自 適應(yīng)控制理論采用COD自適應(yīng)串級(jí)控制12、無辨 識(shí)自適應(yīng)預(yù)估控

17、制心71等先進(jìn)控制方法都可以應(yīng)用 到生物流化床污水處理系統(tǒng)中去。該類系統(tǒng)能有 效地克服被控對(duì)象高階、滯后等對(duì)系統(tǒng)的不良影 響,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用,具有工程實(shí)用價(jià)值。參考信號(hào)圖2多級(jí)自適應(yīng)模糊控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.2生物流化床的模糊控制目前許多先進(jìn)控制策略需要有被控對(duì)象的較 為精確的數(shù)學(xué)模型,但是由于生物流化床的復(fù)雜 性,使得建立生物流化床數(shù)學(xué)模型成為一件十分 不易的事情。雖然對(duì)生物流化床的建模有很大難 度,但是目前有許多生物流化床的實(shí)際控制經(jīng)驗(yàn), 這給模糊控制提供了有利的條件。可以采用分層 多變量模糊控制m J,當(dāng)具有多個(gè)輸入變量時(shí),多變 量模糊控制器將其中一個(gè)或幾個(gè)作為輔助輸入 量,由其變化來代

18、表不同的過程狀態(tài)K。在不同的 過程狀態(tài)下,再根據(jù)被調(diào)量的偏差E及偏差變化率 EC定出模糊控制規(guī)則。它比常規(guī)模糊控制器能更 好地適應(yīng)生產(chǎn)過程狀態(tài)的變化,能更全面地反應(yīng) 人工操作的經(jīng)驗(yàn)。分層多變量模糊控制原理如圖3所示?；蚴抢媚：刂坪蛷V義預(yù)測控制相結(jié)合 的控制思路舊9|,控制系統(tǒng)中各控制回路均采用模 糊控制方案,針對(duì)COD和NH:3-N的強(qiáng)耦合,運(yùn)用 萬 方數(shù)據(jù)4 化工自動(dòng)化及儀表 第37卷基于廣義預(yù)測控制的指導(dǎo)系統(tǒng),即廣義預(yù)測控制 控制器,利用生物流化床動(dòng)態(tài)模型預(yù)測COD和 NH3-N,作為COD和NH3-N控制回路的給定值,從 而實(shí)現(xiàn)COD和NH3-N的模糊解耦控制。另外帶 自整定因子的模

19、糊控制器m1、分層多變量模糊控 制器一u都可以嘗試應(yīng)用到生物流化床污水處理系 統(tǒng)中去。過程狀態(tài)判別 高層/2P 低層l控制規(guī)則集 挖制規(guī)則集 控制規(guī)則集R. I, Rr圖3分層多變量模糊控制原理結(jié)構(gòu)圖4.4生物流化床的專家系統(tǒng)控制污水處理廠有經(jīng)驗(yàn)的操作人員能熟練應(yīng)付 各種由惡劣工作環(huán)境引起的于擾,并對(duì)生物流化 床運(yùn)行中的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行較好地協(xié)調(diào)。如基于 現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的循環(huán)流化床專家智能控制策 略¨“。或是根據(jù)循環(huán)流化床鍋爐的動(dòng)態(tài)特性, 提出的適合該種爐型的仿人智能控制系統(tǒng)4|。 受此啟發(fā),在總結(jié)專家控制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,可以 設(shè)計(jì)模仿專家的智能控制器,不需要知道對(duì)象的 數(shù)學(xué)模型,就可以對(duì)生

20、物流化床進(jìn)行有效的控制。這種基于現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的專家智能控制策 略,結(jié)構(gòu)簡單,易于實(shí)現(xiàn),投運(yùn)后提高了控制系統(tǒng) 的控制精度和魯棒性。專家控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。蕊鬲瓣=; ;廠_叫型墨壁卜_傳感器圖5專家控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.5生物流化床的解耦預(yù)測控制針對(duì)流化床的強(qiáng)耦合和大延遲問題,可以在多 變量頻域理論的補(bǔ)償式解耦控制方法哺的基礎(chǔ)上, 吸取運(yùn)行專家的經(jīng)驗(yàn),并將其引入到生物流化床系 統(tǒng)設(shè)計(jì)中,在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中附加模糊判據(jù),根據(jù)控 制變囂偏差和變化趨勢(shì),改變調(diào)節(jié)作用的強(qiáng)弱,提高 系統(tǒng)在內(nèi)外擾動(dòng)作用下的調(diào)節(jié)品質(zhì),實(shí)現(xiàn)了流化床 的解耦控制?；蚴遣捎没诙嗄Ｐ偷膹V義預(yù)測控制 和基于多模型的自適應(yīng)預(yù)測控制系統(tǒng)m

21、371對(duì)COD 進(jìn)行控制。另外還可以考慮采用解耦廣義預(yù)測控 制"副(DGPC、前饋解耦多變量模糊控制等方法對(duì) COD和NH,-N進(jìn)行控制。前饋解耦模糊控制如圖6所示。1旦咂丑 L回,l物流化床對(duì)象尸廚 L二J上舊 “2L圖6前饋解耦模糊控制系統(tǒng)框圖5總結(jié)由于生物流化床具有較高的污水處理效率, 較少的占地面積等優(yōu)點(diǎn),在處理城市污水和工業(yè) 廢水中展現(xiàn)了良好的發(fā)展前景。近20年,城市污 水處理事業(yè)有較大的發(fā)展,在生化處理廢水的工 藝中,生物流化床技術(shù)是近年來研究的熱點(diǎn)。事 實(shí)證明,在居民小區(qū)內(nèi)構(gòu)建污水處理站,將生活污 水直接處理成中水供小區(qū)使用,是當(dāng)前城市生活 污水處理的一種必然趨勢(shì)。在工

22、業(yè)廢水處理領(lǐng)域 萬 方數(shù)據(jù)第2期 劉載文等.生物流化床污水處理技術(shù)進(jìn)展與展望 5中,高效地處理工業(yè)廢水一直是生物流化床的研 究和發(fā)展方向。工業(yè)污水的特點(diǎn)是成分復(fù)雜,含 有多種不同的污染物質(zhì),且工業(yè)廢水中的污染物 質(zhì)和濃度有較大的差別,較難處理。生物流化床 由于其耐沖擊負(fù)荷,而且能根據(jù)不同的污水水質(zhì) 培養(yǎng)出高效的用于污水處理的微生物菌群,從而 能有效地處理工業(yè)廢水。由此可見,隨著技術(shù)的進(jìn)步,生物流化床在城市 污水處理和工業(yè)廢水的處理中將占據(jù)蕈要的地位。 生物流化床工藝的應(yīng)用前景將更加廣闊。同時(shí),也 應(yīng)注意到我國生物流化床工藝還有許多問題值得注 意:(1由于生物流化床工藝耗能較高,積極研究 生物流

23、化床的優(yōu)化控制,降低能耗,成為生物流化床 工藝能否被廣泛應(yīng)用的前提。(2生物流化床動(dòng)力學(xué)模型的研究:尋找氣、 液、固的傳質(zhì)代謝規(guī)律,研究流體力學(xué)特性,建立生 物流化床污水處理工藝的機(jī)理模型是智能、優(yōu)化控 制的重點(diǎn)。(3生物流化床操作技術(shù)復(fù)雜,應(yīng)加強(qiáng)工藝自 動(dòng)化控制水平,深入研究生物流化床智能、優(yōu)化控制 方法,穩(wěn)定出水指標(biāo)。(4進(jìn)一步研究生物流化床化學(xué)工藝,進(jìn)行放 大效應(yīng)的研究。相信隨著生物流化床污水處理系統(tǒng)自動(dòng)控 制技術(shù)的進(jìn)步,各種有效的先進(jìn)控制策略將逐步 應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)過程,生物流化床污水處理的優(yōu) 越性將更為顯著,從而極大地帶動(dòng)生物流化床技 術(shù)的推廣,因此而帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將 是顯著

24、的。參考文獻(xiàn):1王榮昌,文湘華,錢易.流化床生物膜反應(yīng)器在污水處理 中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀J.環(huán)境污染技術(shù)與設(shè)備,2003,4(7: 550553.2LS范.氣液固流態(tài)工程M.俞正青,譯.北京:中國石化 出版社,1989.3HOYLAND G.Aerobic Treatment inOxitmnBiological Flu idized Bed Plant at ColeshiliJ.Water Pollution Control, 1983。82(4:479493.4COPPER P F.Complete Treatment of Sewage in a Twostage Fluidizedbed

25、 System Part 1J.Water Pollution Control, 1982,81(4:447464.5Tatauhiko Suzuki.A New Sewage Treatment System with Fluid ized Pellet Bed SeparatorJ.Water Science and Technology, 1993,27(11:185192.8徐功娣,陸永生,張仲燕,等.新型序批式雙外循環(huán)牛物流 化床流體力學(xué)特性研究J.齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào),2005,21 (1:l一4.9蔡建安,等.i相流化床中混合載體的協(xié)同作用J.環(huán)境 科學(xué),1995,16(6:50一5

26、2.10李探微,等.氣提升循環(huán)反應(yīng)器生物載體的選擇J.污染 防治技術(shù),1999,12(4:231232.Chemical Industry waste StreamJ.War Environ Res,1994,66(1:7083.12KARGI F,et ai.Optimal Biofilm Thickness for FluidizedBed Biofilm ReactorsJ.J Chem Teeh Biotechnol,1982,32: 744744.13周平,等.牛物流化床降解有機(jī)物動(dòng)力學(xué)研究J.中國 環(huán)境科學(xué),1993,13(3:168173.14劉 焱,楊平,方治華.生物流化床中生

27、物膜特性與反 應(yīng)器效率的關(guān)系J.環(huán)境科學(xué)進(jìn)展,1999,7(5:113 123.15徐穎。張林軍,曹忠.曝氣牛物濾池去除有機(jī)物及氨 氮的影響因素分析J.水資源保護(hù),2008,24(2:76 81.16韋朝海,謝波,吳超飛,等.三相牛頓流體縮放型導(dǎo)流筒 氣升式內(nèi)環(huán)流反應(yīng)器研究J.化學(xué)工程,1999,27(5:14一17.17韋朝海,謝波,吳超飛。等.三重環(huán)流生物流化床的流體 力學(xué)與傳質(zhì)特性J.化學(xué)反應(yīng)J:程與工藝,1999,15(2: 166178.18劉津.李敏。于洗,等.新型內(nèi)循環(huán)生物流化床 反應(yīng)器氧傳質(zhì)特性研究J.環(huán)境工程,2004,22(4: 12一14.19楊衛(wèi)國,王會(huì)福,王鐵峰,等.

28、三相循環(huán)流化床中的氣液相 界面積和傳質(zhì)系數(shù)J.化工冶金,2000,21(4:363 368.20魯繼川,孫 悅.生物流化床處理生活污水的實(shí)驗(yàn)研究 J.浙江化工,2008。39(1:14一16.22付萍,韓 璞.先進(jìn)控制策略在循環(huán)流化床中的應(yīng)用 J.儀器儀表用戶,2005,12(4:7173.23王偉,薛美盛,等.丙烯腈流化床反應(yīng)器先進(jìn)控制J. 化工自動(dòng)化及儀表,2008,35(3:5861.24張秀玲,鄭翠翠,黃興格,等.基于參數(shù)優(yōu)化的自適應(yīng)模糊 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制在污水處理中的應(yīng)用J.化工自動(dòng)化及儀 表,2009,36(3:12一14.25李振國,王亞利,等.鍋爐改造燃燒過程的自動(dòng)控制J. 上海大

29、學(xué)學(xué)報(bào),2001,7(5:442444.26牛培峰,周麗芹,李國勝,等.大型國產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐的 汽溫自適應(yīng)串級(jí)控制系統(tǒng)J.動(dòng)力工程,2004,24(2: 204206.27王俊杰.循環(huán)流化床鍋爐燃燒控制系統(tǒng)優(yōu)化J.熱電技 萬 方數(shù)據(jù) 化工自動(dòng)化及儀表 州：浙江大學(xué) 第卷 術(shù)，（）： ， ， 牛培峰國產(chǎn) 循環(huán)流化床鍋爐智能控制系統(tǒng) 華東電力，。（）：一 焦健循環(huán)流化床燃燒控制系統(tǒng)解禍設(shè)計(jì)東北電 力技術(shù)，（）：一 ： ， ， ， 呂澤華，徐向東循環(huán)流化床燃燒的補(bǔ)償式解耦控制系 統(tǒng)清華大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，（） ， 易揚(yáng)，易非。郎文鵬模糊控制在循環(huán)流化床鍋爐床層 溫度控制中的應(yīng)用工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝

30、置， （）： ： ， ， ， 宋雨，王德文控制在循環(huán)流化床鍋爐嫩燒系統(tǒng)的應(yīng)用 仿真研究佳未斯大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， （）： ： 馬寶萍模糊建模與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的研究及其在循環(huán)流化 床鍋爐中的應(yīng)用南京：東南大學(xué)， 徐向東，張永哲解耦廣義預(yù)測控制（）在循環(huán)流化 床鍋爐控制中的應(yīng)用自動(dòng)化學(xué)報(bào)，（增刊）： 】 俞海斌循環(huán)流化床鍋爐的先進(jìn)控制策略及工程【杭 。 ， ， ，響 ， ，） ： （） ， ， ： ； ； 產(chǎn)等 索引 北京凱博儀科防爆科技有限公司封面 無錫康寧防爆電器有限公司封二 北京民和電氣有限公司封三 艾默生過程控制有限公司封四 仕富梅亞太有限公司上海分公司前插 福建順昌虹潤精密儀器有限公司前

31、插 重慶海王儀器儀表有限公司前插 杭州中創(chuàng)電子有限公司中插 北京振威展覽有限公司中插 四川科華閥業(yè)有限公司中插 天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院測量控制所內(nèi)插 天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院檢測儀表所內(nèi)插 蓬萊市自控設(shè)備成套廠內(nèi)插 自貢市華科儀表制造有限公司內(nèi)插 啟東宏達(dá)防爆電氣有限公司內(nèi)插 北京西姆宏儀器儀表有限公司內(nèi)插 珠海賽思特儀表設(shè)備有限公司內(nèi)插 無錫市惠華特種儀表有限公司內(nèi)插 東莞市雅德儀表有限公司內(nèi)插 眉山麥克在線設(shè)備有限公司內(nèi)插 天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院前插 陜西創(chuàng)威科技有限公司前插 浙江三方集團(tuán)有限公前插 聚光科技（杭州）有限公司前插 廣州森納士儀器有限公司前插 （中國）有

32、限公司中插 萬 方數(shù)據(jù) 生物流化床污水處理技術(shù)進(jìn)展與展望 作者： 作者單位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期： 劉載文， 蘇震， 王小藝， 連曉峰， LIU Zai-wen， SU Zhen， WANG Xiao-yi， LIAN Xiao-feng 北京工商大學(xué),計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院,北京,100048 化工自動(dòng)化及儀表 CONTROL AND INSTRUMENTS IN CHEMICAL INDUSTRY 2010,37(2 參考文獻(xiàn)(38條 1.周平 生物流化床降解有機(jī)物動(dòng)力學(xué)研究 1993(03 2.KARGI F Optimal Biofilm Thickness for Flui

33、dized-Bed Biofilm Reactors 1982 3.EDWARDS D E Laboratory-scale Evaluation Aerobic Flu-idized Bed Reactors for the Biotreatment of a Synthetic,High-strength Chemical Industry Waste Stream 1994(01 4.Tatsuhiko Suzuki A New Sewage Treatment System with Fluidized Pellet Bed Separator 1993(11 5.COPPER P F Complete Treatment of Sewage in a Two-stage Fluidized-bed System Part 1 1982(04 6.HOYLAND G Aerobic Treatment in 'Oxitron' Biological Fluidized Bed Plant at Coleshil