赵子豪，王子昊，袁家洛，马骏，何哲灵，徐一兰，沈晓佳，朱亮,b,c,*

a Institution of Environment Pollution Control and Treatment, Department of Environmental Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China

b Zhejiang Province Key Laboratory for Water Pollution Control and Environmental Safety, Hangzhou 310058, China

c Zhejiang Provincial Engineering Laboratory of Water Pollution Control, Hangzhou 310058, China

d Haining Water Investment Group Co., Ltd, Haining 314400, China

e Haining Capital Water Co., Ltd, Haining 31440, China

1. 引言

近年来我国工业化城镇化进程不断加快，污水排放量攀升至每年669.6亿t以上[1]。为削弱污水排放所带来的环境不利影响，我国陆续采取新建或改扩建污水处理厂、修订污水排放标准等一系列措施。截至2018年年底，我国共有5370座污水处理厂处于正常运行状态，日处理能力达2.01×108m3，总用电量达1.972×1010kW·h-1[2]。据调查，目前我国多数城镇污水处理厂存在出水水质难以稳定达标、运行药耗能耗偏高、自动化控制程度较低等问题，亟需科技支撑予以解决。

序批式活性污泥工艺（SBR）因其工艺简便、操作方式灵活、抗负荷性能优异等特点，已成为我国应用较为广泛的污水处理工艺之一[3]。然而，SBR工艺对系统操控自动化水平要求较高，极易产生出水水质指标（尤其是总氮）波动大、运行能耗过高等问题[4]。而在SBR工艺中，脱氮是十分复杂的，包括好氧条件下的硝化反应及缺氧条件下的反硝化反应[5]。已有研究表明，溶解氧（DO）控制是实现污水处理系统总氮（TN）有效去除的重要因素，充足的DO可保证有机物降解及硝化反应顺利进行，但过量的DO则会导致污水处理能耗过高、反硝化效率降低、污泥性能恶化[6]。同时，根据现有工程运行情况来看，污水处理系统DO难以实现精准控制，主要与DO监测设备准确度低、响应慢，传统拟合模型和控制理论相对落后有关[7,8]。在大多数污水处理厂，操作人员往往根据经验调整表面气速、缺氧段时长等控制参数，从而实现体系DO浓度的相应调控，这样的操作方式也比DO精准控制更为简便。……