废水处理过程具有随机性、大时滞性、强耦合性等特点,是一个典型的非线性动态生化反应过程,优化控制对于提高工艺的处理效率和降低处理过程的能耗与物耗具有重要意义。本文以间歇性曝气序批式活性污泥处理工艺为基础,研究基于溶解氧的控制模型,建立一体化生物反应器的废水处理智能控制系统,提高了废水处理效率和效果,同时达到节能降耗的目的,实现了优化控制。本文研究的主要内容包括:(1)通过相关文献的阅读和对废水处理机理的了解,针对废水处理工艺的特点和过程控制的难点,分析废水处理控制系统的研究情况,归纳总结了控制系统的废水处理工艺特点和功能需求,提出了以一体化生物反应器为控制对象的智能控制系统。(2)控制系统以模块化设计的思路并融合了嵌入式技术,主要包括采集从站、控制从站和监控主站三部分。通过CAN总线连接起各个模块,并搭建成完整的控制系统,同时系统可灵活增减检测参数,结合不同的废水处理控制策略,实现废水处理的优化控制,提高系统的智能性和通用性。(3)在系统硬件设计中,采集从站和控制从站均采用基于ARM架构的STM32微处理器,满足系统采集和控制的要求,设计了水质参数检测电路、模数和数模转换电路、继电器控制电路和CAN通信电路等,实现了温度、pH、DO、ORP等参数的在线检测;泵、阀、电机的实时控制。系统的软件设计主要包括采集从站软件设计、控制从站软件设计和基于WinCE6.0的监控主站软件设计。(4)设计了基于溶解氧的自适应模糊控制器,通过Simulink仿真验证了模糊控制技术在废水处理优化控制中的可行性,对扰动和参数变化的适应性能力强,具有良好的控制品质,实现了控制系统的基本设计目标。最后对本文做的工作进行了归纳和总结,并对废水处理控制系统的研究和发展进行了展望。