污水處理過(guò)程仿真器開(kāi)發(fā)及水質(zhì)監(jiān)測(cè)與控制策略研究.pdf

1、目前活性污泥法生物處理廣泛應(yīng)用于城市污水處理中，該處理過(guò)程是一個(gè)典型的生化過(guò)程，機(jī)理十分復(fù)雜，為了指導(dǎo)污水處理過(guò)程操作、運(yùn)行及控制，對(duì)活性污泥處理過(guò)程進(jìn)行模擬仿真十分重要。 污水處理過(guò)程隨機(jī)干擾嚴(yán)重，具有強(qiáng)非線性、時(shí)變和大滯后的特點(diǎn)，并且目前污水處理過(guò)程中出水水質(zhì)關(guān)鍵參數(shù)難以在線測(cè)量，使得污水處理過(guò)程不能根據(jù)出水水質(zhì)的變化進(jìn)行有效地自動(dòng)調(diào)整，影響了污水處理的效果。隨著出水排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，為了以最小的經(jīng)濟(jì)代價(jià)實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)的達(dá)標(biāo)

2、，在污水處理中實(shí)施有效的監(jiān)測(cè)及控制方案顯得尤為重要。 針對(duì)上述問(wèn)題，本課題主要開(kāi)展以下工作:l、根據(jù)活性污泥法污水處理過(guò)程的工藝流程和機(jī)理特點(diǎn)，以國(guó)際水協(xié)會(huì)(IWA.Intemational Water Association)發(fā)布的包含污水生化處理典型過(guò)程的Benchmark仿真模型為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了污水處理過(guò)程仿真器WTPS(Wastewater Trreatment Plant Simulator)。通過(guò)仿真驗(yàn)證，該仿真器

3、能有效地模擬典型污水生化處理過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性，可用于評(píng)價(jià)各種控制策略的實(shí)施效果以及科研、教育培訓(xùn)等。 2、針對(duì)污水處理過(guò)程出水水質(zhì)關(guān)鍵參數(shù)難以在線測(cè)量的問(wèn)題，本文利用WTPS仿真平臺(tái)，采用最小二乘支持向量機(jī)回歸(Least Squares SupportVector Regression.LS-SVR)的方法對(duì)污水處理過(guò)程出水水質(zhì)進(jìn)行軟測(cè)量預(yù)報(bào)。該方法充分利用了可在線測(cè)量的變量(溶解氧濃度，流量，懸浮固體濃度等)對(duì)出水中難以在線測(cè)

4、量的變量(總氮TN、化學(xué)需氧量COD、生化需氧量BOD)進(jìn)行軟測(cè)量預(yù)報(bào)。仿真結(jié)果表明采用LS-SVR方法所建立的軟測(cè)量預(yù)報(bào)模型具有良好的預(yù)報(bào)精度，對(duì)后續(xù)的污水處理過(guò)程的控制和優(yōu)化能起到一定的參考作用。 3、為了有效地去除污染物，必須對(duì)污水處理過(guò)程加以控制。為了驗(yàn)證控制策略能否有效地降低污水處理過(guò)程費(fèi)用及提高出水水質(zhì)，本文基于WTPS仿真平臺(tái)，研究了定值控制、溶解氧Pl控制、氨氮與硝酸鹽PI控制以及預(yù)測(cè)控制等幾種控制策略在污水處理