魏伟，王小艺，王藩，刘载文（北京工商大学计算机与信息工程学院，北京 100048）



基于线性自抗扰的城市污水脱氮控制仿真

魏伟，王小艺，王藩，刘载文
（北京工商大学计算机与信息工程学院，北京 100048）

摘要：根据A/O工艺的脱氮原理，基于城市污水处理的1号基准动力学模型，分析影响脱氮过程的两个重要因素：硝态氮和溶解氧，利用线性自抗扰实现城市污水处理过程的脱氮控制。基于硝态氮和溶解氧分别设计线性自抗扰控制，既避免对复杂数学模型的依赖，又克服影响污水出水水质的波动因素，可获得较好的污水处理效果。动态仿真结果表明，线性自抗扰具有更好的控制性能。基于线性自抗扰的脱氮控制有利于提高污水处理的脱氮效率，改善出水水质。

关键词：污水；动力学模型；脱氮；线性自抗扰；控制；动态仿真

2015-12-22收到初稿，2015-12-29收到修改稿。

联系人及第一作者：魏伟（1984—），男，博士，副教授。

引 言

在我国废水中，化学需氧量和氨氮排放量为废水中主要污染物，城市污水化学需氧量排放量为889.8 t，氨氮排放量为131.4万吨[1]。化学需氧量中含有大量有机氮，使得有机氮和氨氮占据城市污水的较大比例。在城市污水中，氮元素主要以4种形式存在：有机氮、氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐。氮是维持生态系统营养物质循环的重要元素，但是污水中氮含量过高又会使水体富营养化[2]，进一步污染水体。因此，控制城市污水中的氨氮、有机氮和总氮浓度成为污水处理的重要指标。目前，广泛使用的方法是生物脱氮，主要有3个基本过程：氨解、硝化和反硝化。……