环境工程专项技术研究与应用系列丛书Environmental UnitProcessTechnologiesSeries:ResearchandApplication污水系统的仪表、控制和自动化Instrumentation,ControlandAutomation inWastewaterSystemsGustafOlsson等著马勇彭永臻译中团建结工业出报社
原著序仪表、控制和自动化（ICA）技术经过这些年的发展：如今它已得到认可，并确定了它在污水处理领域的重要地位。以下这些因素促进了ICA技术的发展：（1）仪表技术（测定为了获知）如今已经很成熟。复杂的仪表，如现场营养物在线传感器当前已应用在污水处理领域。（2）执行器近年来大大改进。由丁变速驱动泵和压缩机已普遍应用，因此可以更好地对污水处理厂进行控制。（3）数据收集不再是阻碍ICA发展的障碍。可获得数据收集和污水厂监控的软件包。许多公共设施正在设计、安装它们的第二代，基至第三代监控和数据收集系统（SCADA）和过程控制系统。（4）计算能力远远满足控制系统的需求。（5）已开发许多单元过程的先进动力学模型，提炼或概括污水厂动力学知识的商业模拟器也已市场化。（6）控制理论和自动化技术为ICA技术提供了功能强大的工具。（7）运行人员和过程工程师今天可在仪表、计算机和控制技术方面获得较高水平的教育。随着技术的更新，对运行人员和工程师的教育需要不断进行。ICA技术的促进因素很多，并不仅限于经济因素。污水处理厂变得越来越复杂，这使得有必要实现污水处理厂的自动化和控制。出版本书是2001年6月3日～7日在瑞典马尔莫市召开IWA第1届ICA会议提出的，这次会议主题是给水和污水处理及其输配系统控制，会议特邀了三个人做调查报告发言：AndersLynggaard介绍了仪表方面的内容；ZhiguoYuan介绍了控制方面的内容；MarinusNielsen介绍了自动化方面的内容。这些调查报告和会议取得的成果成为本书的基础。后来Jean-Philippe也参加进来，负责撰写厌氧消化ICA方面的技术材料。本书最后由GustafOlsson统稿，他也撰写了大部分章节。在初期，我们就意识到仪表、控制和自动化三个领域是高度关联的，很难把其分为三个独立的部分；相反，应该综合在一起。所有作者4
都有义务完成本书，因此我们希望以统一的风格展示上述令人关注的领域。我们的月的并不是出版一本教科书或完成·份当前运行经验的手册，而是介绍些新技术，并希望加深对新技术的理解和进一步促进其发展，以下读者可以应用本书：（1）过程工程实践者和运行人员。他们可以了解ICA技术领域的进展和应用情况。（2）工艺设计者。他们应关注设计和运行之间的耦合。（3）研究者。他们需要对复杂的污水系统的控制有一个总体印象。（4）环境工程专业的学生。他们需要学习应用ICA技术所带来的效益。该科学技术报告的目的并不是主要介绍当前污水处理的控制方法，而是提供一些实例，应用技术和经济方法进行控制。如今污水处理厂应用不同控制策略获得的经济利益已被量化，一些不能量化的利益通过定性的手段也进行了较好的表达，如对工艺理解更深入、运行人员可更加面对挑战性问题。该报告关注现代控制系统如何促进运行、如何为运行人员提供决策支持。该报告也说明应用当前的测定仪表和信息技术，ICA能解决环境和经济报告中提到的-一些任务。为了促进污水处理整个系统性能和稳定性评价，降低数据量，获取信息对于现代控制系统是至关重要的。为了表示新型控制给系统带来的可能效果，在本报告中介绍了很多推测性结果。然而，证实这些假设还需要所有的限制条件都满足，这意味着，即使某些假设在试验室或中试规模下合理，并不证明他可以应用到实际污水厂，只有实际证明了才可信。另外，试验必须能在任意时间内反复可行，如可在更多的污水厂实现。阅读本书的读者需掌握自控控制的一些基本知识，关于这方面的文献很多，在第13章的参考文献中我们列出了一些关于过程控制的书，尤其关于污水处理系统的控制。读者应对污水处理系统处理工艺有一个基本的理解，见第13章。Gustaf Olsson，瑞典，隆德ZhiguoYuan，澳大利亚，昆士兰州，布里斯班MarinusNiesen，丹麦，VirumAndersLynggaard-Jesen，丹麦，奥胡斯Jean-PhilippeSteyer，法国，那邦尼5
作者Gustaf OlssonProfessor and department Head, Ph.D.,DocentDepartrnent of industrial Electrical Engineering and Automation (IEA)Lund University, SE-22100 Lund, Swedengustaf.olsson@iea.lth.seMarinus K. NielsenDirectol, Ph. D.Waste Water control apsCopenhagen, Denmarkmkn@wwcontrol.dkZhiguo YuanAssociateWastewater ManagementCentre(AWMC)TheUniversityof Queensland,StLucia,QLD4072,Australiazhiguo@awmc. uq, edu. auAnders Lynggaard-JensenHead of Innovation,Urban WaterDHI-Water&Environment,ScienceParkAarhusGustay Wieds Vej 108000 Aarhus C, Denmarkalj@dhi.dkJean-PhilippeSteyer,Ph.D.Process Engineering and Control Engineering (PEACE) groupLaboratoire de Biotechnologie deI'Environment-INRAAvenue des Etangs, F-11100 Narbonne, France6
stcyer@ensam.inra.fr本书其他参与作者Pernille Ingildsen,Ph.D.,Kruger A/S,Soborg,Denmark (PEI@kruger.dk），第3章、第5章和8章部分内容Uif Jeppsson, Ph. D. , Lund University, Lund, Sweden (ulf. jeppsson@iea.lth.se），第3章部分内容Christian Rosen, Ph,D., Lund University, Lund, Sweden, (Chris-tian.rosen@iea.Ith.se），第10章部分内容David Cecil,Odense WaterLtd,Odense,Derrnark (dc@ov.dk),第5章和10章部分内容7