面对日益突出的环境污染问题,尤其是城镇生活污水与工业废水排放,严重影响了人们生活质量与我国可持续发展道路。近年来国家加大了对污水治理力度,但由于我国污水处理总体较落后,存在运行能耗过高,污水处理效果不理想等问题。因此提高污水处理自动化水平与污水处理系统控制稳定性,对实现无人职守,处理效果好,降低能耗与运行费用具有重要意义。本课题以城镇污水处理厂为背景,研究了一种基于全局优化算法的污水处理自控系统,该系统能够具有良好的污水处理效果,降低能耗,实现高度自动化。论文主要进行以下几个方面的工作:1、调研分析了国内外污水处理的发展现状,针对我国污水处理目前存在的运行成本高,污水处理效果有待提高问题,提出了一种以降低能耗,优化控制和自动化程度高的污水处理自控系统。2、本文以城镇污水处理厂实际项目为主对采用的AA/O污水处理工艺原理特点进行分析,并对污水处理各个主要工艺的流程实现与主要设备的能耗进行分析,对部分工艺控制难点提出优化控制策略,根据主要参数建立各个工艺能耗数学模型。3、针对污水处理需要解决的优化问题,建立了以溶解氧浓度(DO)与污泥排放量(Qw)为变量,以能耗与出水水质为约束条件的数学模型。并采用改进的差分进化粒子群算法(PSO-DE),在保证出水水质前提下,进行全局寻优得到最优能耗,通过污水处理状态方程求解寻优结果,验证了该算法的可行性,并生成可执行的DLL文件。4、根据污水处理现场工艺分散的情况,设计了以西门子S7-300PLC为下位机的集散控制系统,由中央控制系统、现场控制系统和智能仪表三个层面构成,并采用工业以太网作为数据交互方式,该系统能实现污水处理的高度自动化控制。5、利用IFIX组态软件进行污水处理监控与优化控制的上位机系统设计,采用后台脚本执行优化算法,并结合软件的图形数据界面设计出能够实现系统优化控制、动画模拟各个工艺设备实时显示、实时数据交互、远程操作等功能。