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B)控制策略的可行性

在建立可信的过程模型后，基于BioWIN软件语言建立前述的曝气控制策略算法，耦合于动态模拟中，在随机生成的进水水质、水量数据下进行模拟，采用手动试算的方法调节控制器参数，最终获得如下结果：

对于夏季的典型温度(26°C)，在耦合控制策略的模型动态模拟条件下，好氧池的曝气量实现动态变化，平均曝气量相对于基准状态降低至987.5m3/h，降幅为18.0%。好氧池氨氮浓度水平略微上升，但可以稳定于氨氮设定点(2mg/L)附近。

基准状态的好氧池氨氮浓度的平均值为1.28mg/L，波动的相对偏差为23.1%，而在曝气控制策略运行下，好氧池氨氮浓度平均浓度为2.11mg/L，波动的相对偏差仅为8.2%。对于出水水质，采用曝气控制策略使得出水氨氮浓度略微上升，由0.50±0.16mg/L增加至0.94±0.12mg/L，出水氨氮浓度的上升相对于现有排放标准的限制(5mg/L)而言是可以接受的。

好氧池与出水之间的氨氮降解是在膜池实现的，曝气控制策略采用后，在膜池曝气条件不变的条件下，膜池内降解的氨氮浓度由0.78mg/L增加至1.16mg/L，这表明膜池对于氨氮的降解功能在降低好氧池曝气量后得到了更多的发挥，一定程度上增加了膜池曝气对于生化反应的利用程度。出水TN浓度在基准状态和曝气控制策略状态的差别不大，表明降低好氧池曝气不会影响TN的去除。

对于冬季的典型温度(13°C)，在耦合控制策略的模型动态模拟条件下，好氧池的曝气量实现动态变化，平均曝气量相对于基准状态降低至2074.5m3/h，降幅为13.5%。

氨氮浓度在基准状态和曝气控制策略状态均呈现较大的波动，这是由于低温条件下微生物生化反应速率受到较大的限制，氨氮浓度对于曝气量变化的响应幅度变大。基准状态下，好氧池氨氮平均浓度为2.46mg/L，波动的相对偏差为23.4%;曝气控制策略状态下，好氧池氨氮平均浓度增加至3.22mg/L，波动的相对偏差则减小至16.8%。相对基准状态而言，好氧池氨氮更稳定地在氨氮浓度设定点(3mg/L)附近波动。

对于出水而言，出水氨氮浓度由1.94±0.54mg/L上升至2.57±0.52mg/L，仍能够稳定达标，且核算得出膜池对于氨氮浓度的去除贡献由0.52mg/L增加至0.65mg/L，这证明了曝气控制策略的实施将一定程度上转移好氧池的氨氮负荷至膜池，在膜池曝气条件不变的条件下，强化膜池在氨氮去除中发挥的作用。

出水TN浓度在曝气控制策略状态下略低于基准状态，降低的幅度平均为0.74mg/L(6%)，这说明降低好氧池曝气量有利于提升整个生化反应段对TN的去除，其原因应该是降低好氧池曝气量将降低好氧池的DO浓度，进而降低DO随好氧池混合液回流至前缺池对反硝化过程的负面影响。

由上述模拟结果可以看出，研究人员提出的曝气控制策略对于好氧池曝气量的降低效果比较显著，而同时曝气量的动态调节稳定了好氧池和出水的氨氮浓度，这对于污水处理过程而言也是具有积极意义的。

原标题：基于在线氨氮浓度的曝气控制技术在大型MBR中的应用

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