当前位置: 首页 > 学术论文 > 清洁节能 > 正文

污水处理过程仿真器开发及水质监测与控制策略研究

关注热度:128   来源:新能源学术论文  作者:詹永行
相似论文 相关推荐 你可能关注 点击排行 我要评论

【摘要】: 目前活性污泥法生物处理广泛应用于城市污水处理中,该处理过程是一个典型的生化过程,机理十分复杂,为了指导污水处理过程操作、运行及控制,对活性污泥处理过程进行模拟仿真十分重要。 污水处理过程随机干扰严重,具有强非线性、时变和大滞后的特点,并且目前污水处理过程中出水水质关键参数难以在线测量,使得污水处理过程不能根据出水水质的变化进行有效地自动调整,影响了污水处理的效果。随着出水排放标准越来越严格,为了以最小的经济代价实现出水水质的达标,在污水处理中实施有效的监测及控制方案显得尤为重要。 针对上述问题,本课题主要开展以下工作 1、根据活性污泥法污水处理过程的工艺流程和机理特点,以国际水协会(IWA,International Water Association)发布的包含污水生化处理典型过程的Benchmark仿真模型为基础,设计开发了污水处理过程仿真器WTPS(Wastewater Treatment Plant Simulator)。通过仿真验证,该仿真器能有效地模拟典型污水生化处理过程的动态特性,可用于评价各种控制策略的实施效果以及科研、教育培训等。 2、针对污水处理过程出水水质关键参数难以在线测量的问题,本文利用WTPS仿真平台,采用最小二乘支持向量机回归(Least Squares SupportVector Regression.LS-SVR)的方法对污水处理过程出水水质进行软测量预报。该方法充分利用了可在线测量的变量(溶解氧浓度,流量,悬浮固体浓度等)对出水中难以在线测量的变量(总氮TN、化学需氧量COD、生化需氧量BOD)进行软测量预报。仿真结果表明采用LS-SVR方法所建立的软测量预报模型具有良好的预报精度,对后续的污水处理过程的控制和优化能起到一定的参考作用。 3、为了有效地去除污染物,必须对污水处理过程加以控制。为了验证控制策略能否有效地降低污水处理过程费用及提高出水水质,本文基于WTPS仿真平台,研究了定值控制、溶解氧PI控制、氨氮与硝酸盐PI控制以及预测控制等几种控制策略在污水处理过程中的应用。以过程操作费用及出水水质为衡量标准,对几种控制策略进行仿真比较,讨论各种控制方法的性能,为实际污水处理系统选用控制方案提供了一种参考方法。
【关键词】:污水处理 仿真器 软侧量 支持向量机回归 过程控制
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.9
【目录】:
  • 致谢4-5
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-7
  • 目录7-9
  • 第1章 绪论9-17
  • 1.1 引言9-10
  • 1.2 城市污水处理过程10-15
  • 1.2.1 工艺简介10-11
  • 1.2.2 活性污泥数学模型11-13
  • 1.2.3 污水处理过程监控策略综述13-15
  • 1.3 本文主要工作15-17
  • 第2章 污水处理过程的BENCHMARK仿真模型17-33
  • 2.1 工艺流程介绍17-18
  • 2.2 过程模型18-25
  • 2.2.1 模型组分19-22
  • 2.2.2 模型的过程22-23
  • 2.2.3 模型的参数23-25
  • 2.2.4 模型的限制25
  • 2.3 二层池模型25-28
  • 2.4 输入污水的组成与流量文件28
  • 2.5 性能评价28-31
  • 2.5.1 过程评价28-30
  • 2.5.2 控制策略评价30-31
  • 2.6 本章小结31-33
  • 第3章 污水处理过程仿真器WTPS的建立33-45
  • 3.1 污水处理过程仿真器发展状况33-34
  • 3.2 仿真过程系统及流程介绍34
  • 3.3 软件设计流程34-36
  • 3.4 软件界面及功能36-41
  • 3.5 仿真器模型验证41-43
  • 3.5.1 静态仿真41-42
  • 3.5.2 动态仿真42-43
  • 3.6 本章小结43-45
  • 第4章 基于LS-SVR的污水处理过程出水水质预报45-61
  • 4.1 出水水质参数及软测量意义45-47
  • 4.1.1 活性污泥法处理系统重要参数45-46
  • 4.1.2 出水水质检测的必要性46-47
  • 4.2 软测量技术简介47-49
  • 4.2.1 软测量技术在污水处理中的应用49
  • 4.3 SVR与LS-SVR回归估计理论49-53
  • 4.3.1 SVR回归估计理论49-52
  • 4.3.2 LS-SVR基本原理52-53
  • 4.4 基于LS-SVR的污水处理出水水质软测量模型建立53-55
  • 4.4.1 数据的获取与数据的预处理53-54
  • 4.4.2 主导变量和辅助变量的确定54-55
  • 4.5 仿真结果及讨论55-60
  • 4.6 本章结论60-61
  • 第5章 基于WTPS的污染物去除控制策略比较61-75
  • 5.1 污水处理控制目标及其主要控制策略61-63
  • 5.1.1 整体操作目标61
  • 5.1.2 单元操作目标61-63
  • 5.2 控制变量的选取63-64
  • 5.3 控制策略的应用64-67
  • 5.3.1 定值控制64
  • 5.3.2 溶解氧的PI控制64
  • 5.3.3 硝酸盐和氨氮PI控制64-65
  • 5.3.4 预测控制65-67
  • 5.4 控制器参数整定67-68
  • 5.5 结果及分析68-74
  • 5.5.1 设定值及评价指标68-69
  • 5.5.2 控制策略仿真比较69-74
  • 5.6 结论74-75
  • 第6章 研究结论与展望75-77
  • 6.1 研究结论75
  • 6.2 进一步研究方向75-77
  • 参考文献77-81
  • 作者简介81
  • ’作者攻读硕士学位期间参与科研项目及成果81


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

基于智能算法的污水处理软测量技术及其展望    赖惠鸽;朱学军;俞金寿;

高校污水处理和中水回用技术应用与研究    申陈俊

活性污泥仿真平台实现及污水处理过程先进控制研究    杨彦波

污水处理过程的模糊建模与控制    杨婷

基于自适应控制的水质监测采样辅助装置的研究    杨斌

活性污泥模型NO.1及“SSSP程序”在中国污水厂适用性的初步探讨    汪慧贞,曹秀芹

EFOR 程序的仿真模拟功能应用研究    陈立

污水处理过程的模糊神经网络控制    刘建勇,薛罡,刘中平,周雪飞,顾国维

自适应Kernel学习网络在TE过程组分仪建模中的应用    王海清;蒋宁;

前置反硝化脱氮系统外加碳源在线控制基础    王之晖,王淑莹,彭永臻,高春娣

中国水资源现状及发展趋向浅析    邱林;吕素冰;

序批式活性污泥法工艺MATLAB仿真模型的初步建立    刘锋华,武飞,郑铭

基于LS-SVM和Pensim仿真平台的青霉素发酵过程建模    刘毅;王海清;

A~2/O污水处理过程出水水质的多元线性回归软测量模型    冯丽辉,毕贵红,赖华,彭向华

基于PCA-GABP神经网络的BOD软测量方法    冉维丽,乔俊飞

活性污泥法污水处理过程仿真软件设计及在控制中的应用    商敏儿

预测控制在污水处理A~2/O过程的应用研究    常辉

基于Benchmark的污水生化处理过程控制策略研究    郑敏洁

蚯蚓生物滤池处理农村分散生活污水效果研究    尹志高;陆志波;杨健;刘静;

数学模拟技术用于生物絮凝——再生工艺参数优化    赵二燕;刘绍根;刘娟;

倒置A~2/O工艺处理混合污水的研究    石明岩;冯兆继;余建恒;夏耿东;

生物除磷的机理及工艺    欧阳子民;

SBR法对生活污水除磷效果的研究    梁越敢;梁睿;

人群运动与密度估计技术研究    王尔丹

最小二乘支持向量机的研究与应用    冯学军;

建筑物沉降预测的改进Verhulst模型研究    周德强;冯建中;

Temperature Drift Modeling of FOG based on LS-WSVM    王立平;孔小梅;付梦印;王美玲;张甲文;姜明;

基于LS-SVM的光刻过程R2R预测控制方法    王亮;胡静涛;

基于核偏最小二乘的简约最小二乘支持向量机及其应用研究    宋海鹰;桂卫华;阳春华;

基于最小二乘支持向量机的Hammerstein-Wiener模型辨识    宋海鹰;桂卫华;阳春华;

Inverse System Control of Nonlinear Systems Using LS-SVM    

A Novel Proximal Support Vector Machine and Its Application in Radar Target Recognition    

A CDMA Signal Receiver based on LS-SVM    

LS-SVM based Stable Generalized Predictive Control    

一种新的提前一步预测控制算法    阎纲;梁昔明;龙祖强;李翔;

基于模糊支持向量机的赖氨酸发酵软测量    孙玉坤;王博;丁慎平;

GA based LS-SVM Classifier for Waste Water Treatment Process    

灌渠斗口水流量软测量专家系统    卢胜利;曹家麟;

半监督支持向量机学习算法研究    赵莹

层状氢氧化镁铝的改性与成型及其对磷/氮阴离子的吸附脱除性能    邢坤

单点氨基酸多态性与疾病相关关系的预测及其机制研究    李书艳

低C/N比污水间歇曝气MBR脱氮研究    陆谢娟

电能质量扰动相关问题研究    张明

城市污水生物絮凝吸附工艺的特性及模拟研究    刘绍根

污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究    杨红

基于进化算法的复杂化工过程智能建模方法及其应用    许伟

支持向量回归机代理模型设计优化及应用研究    向国齐

空间数据分析的神经计算方法    桑永胜

基于颜色和纹理特征的竹条分级方法研究    曾传华

武汉市内湖富营养化周年变化规律的监测及初步讨论    杨文静

优势脱氮菌的筛选及工业化应用基础研究    孙菲

基于逆变器的直流无源滤波器的优化设计及其可视化算法    况清龙

基于支持向量机的人民币序列号识别方法的研究    田文娟

基于3S的土地督察信息系统研究    孟培培

支持向量机在金融市场预测中的应用    李海清

基于在线聚类和最小二乘支持向量机的模糊建模方法研究    李光远

液体离心机控制方案设计与实现    王垚

A/A/O工艺处理城市污水除磷脱氮性能试验研究    吕晶晶

中水回用及其应用研究    喻青;赵新华;秦琦;薛岩;

水污染:沉重的中国环境报告    张锐;

活性污泥模型NO.1及“SSSP程序”在中国污水厂适用性的初步探讨    汪慧贞,曹秀芹

简单自适应控制的算法与发展    安世奇,孙一康,王京

电能质量控制技术综述    朱桂萍,王树民

基于Elman神经网络的城市污水处理水质参数软测量    杨马英;周芳芹;李军;

SBR污水处理工艺及自动化控制    赵红忠,秦小州

建立湖北省生物监测系统的必要性与可行性分析    王敬贤

ASM1中废水和污泥组分浓度的测定方法研究    肖凡,顾国维

中水回用现状及研究进展    王俊;肖波;魏群;

    天扬

城市水循环经济模式与技术支持系统    张兴文

活性污泥法污水处理计算机仿真软件的开发及应用    范石美

多变量双线性系统鲁棒自适应控制    罗光军

旅游城市高等院校中水回用研究与应用    姜谊

粗集—支持向量机方法的软测量应用研究    操小明

基于Benchmark的污水生化处理过程控制策略研究    郑敏洁

西安市西南郊地区污水处理工程中回用水利用研究    王亮

遗传算法和神经网络在污水处理控制及监测系统中的应用研究    徐建栋

聚类算法及其在污水处理工艺故障诊断中应用的研究    陆林花

基于四轮模型的汽车ABS控制策略的研究    李艳彩

在线水质监测系统的研究与开发    禹丹

网络技术在污水处理厂的应用    张宏;陶雷;

软测量技术在工业上的实施探讨    王红艳;

基于快速独立分量分析的苯酚浓度软测量    章军;杨慧中;陶洪峰;

浅析污水处理中的自动控制    刘洋;

污水处理过程的非线性预测控制研究    薛美盛;刘飞;

污水处理过程模拟及系统软件开发    张晶

造纸废水A~2/O生化处理过程中神经网络软测量模型的研究与应用    胡康

模糊控制理论在活性污泥系统中的应用与优化    张博

最大熵在软测量数据处理中的应用    章军

SBR污水处理工艺及自动化控制    赵红忠,秦小州

活性污泥法动力学模型研究进展和展望    卢培利,张代钧,刘颖,王飞

污水处理厂A/O工艺设计及除磷效能    刘智晓,秦姝兰,杨蛟云,张明,张辉国

SBR 工艺设计与运行若干问题探讨    叶亚平

EFOR 程序的仿真模拟功能应用研究    陈立

活性污泥数学模型的发展和使用    汪慧贞,吴俊奇

改进PCA及其在过程监测与故障诊断中的应用    王海清,宋执环,李平

先进控制技术及应用 第三讲 软测量技术及其应用    荣冈,金晓明,王树青

非稳定状态下活性污泥法无约束条件最优控制的计算方法    彭永臻,王宝贞

活性污泥法有约束条件多变量最优控制的计算方法    彭永臻;

复杂空间热网的拓扑结构及水力过程仿真    王晓霞,邹平华,周志刚

智能式过程仿真器    雷友琴,蒋敬文

板料超塑胀形过程仿真及其应用    王卫英,张中元,李靖谊,丁秋林

圆管相贯线切割过程仿真及数控代码自动生成    贺舒榕,姚平喜,王建锋

系统图形建模机制及其面向对象设计与实现    李智勇,李练军,李希平

某型装备虚拟操作训练系统研究    韩晓鸿;程慧芳;刘鹏远;

过程仿真培训成绩的自动评定及其实现(I)——仿真培训成绩的评分方法    项曙光,李玉刚,岳金彩

一种基于微机局域网的过程仿真培训支持系统(PSTSS)    廖良才,龚时雨,李希平

虚拟操作训练系统中的过程仿真模型研究    刘鹏远,张锡恩

侦察卫星作战过程仿真及侦察效果评估    关爱杰,余达太,王运吉,安跃生,蓝荣钦

基于逻辑模型的过程仿真系统研究    刘洪涛;李磊;

企业综合评价支撑平台工具研究    赵景亮;李清;刘昕;陈禹六;

DDA及其在爆破过程仿真模拟中的应用    戴晨;朱传云;舒大强;刘柳明;

建筑结构动力反应分析过程仿真表现方法    吴炜煜;潘鹏;房轻舟;

企业综合评价支撑平台工具研究    赵景亮;李清;刘昕;陈禹六;

过程仿真技术及其在制造体系建设中的应用    宋利康;张莉;

卫星组网与星座控制设计、分析、仿真系统研究    项军华;张育林;

SiO_2-Al_2O_3-MgO-CaO-Na_2O-K_2O体系陶瓷材料设计原理与方法    马鸿文;杨静;

基于过程的六西格玛项目仿真系统研究    曾海峰;张根保;张家为;

基于ANSYS/LS-DYNA的对称式三辊卷板过程仿真    郝剑;罗震;凡乃峰;董建涛;

突破军工制造数控加工效率瓶颈    赵乃彦

中航二集团大力推广高效数控加工技术    罗云 赵奇胜

人才强企 志在卓越    

昌飞公司依靠科技进步创建节约型企业    陈迪波

LEONARDO工业软件系统在玻璃生产过程控制中的应用    石微

有一种情感叫忠诚 有一种精神叫奉献    赵奕凤

推进数字化制造技术 提升企业核心竞争力    白玉 赵乃彦 范飞虹

昌飞创建节约型企业 从“小事”着手    余建华本报记者 金国军

从虚拟世界中获得现实效益    刘继红

学习改善夯实了昌飞公司的发展根基    赵奕凤

带MGV装置的抽水蓄能过渡过程仿真及其应用    邵卫云

项目驱动下建筑产品并行设计关键技术研究    吴子燕

建筑产品设计过程建模与仿真研究    成飞飞

基于光内送粉的激光熔覆快速制造机理与工艺研究    王明娣

基于Petri网理论的产品开发过程建模方法研究    祖旭

机械产品设计过程的建模、评价与优化方法研究    郭峰

复杂产品开发过程规划理论与方法研究    武照云

板坯连铸二次冷却过程仿真及工艺优化    王兆峰

信牌驱动工作流模型的安全结构与仿真技术研究    付丽娜

基于运行图的高速列车群运行过程全息优化仿真方法与系统研究    唐金金

过程仿真技术在软件项目管理中的应用研究    冯云显

面向过程管理的过程仿真理论及支撑软件系统研究    谢毅

轮腿式轮椅传动系统设计与爬楼过程仿真    吕龙飞

导弹飞行过程仿真软件设计    贾振兴

基于Flexsim的港口仓储作业过程仿真及优化研究    曾鸣

基于SPH的化学溶液倾倒过程仿真    高峰

拆卸序列可行性检验及拆卸过程仿真的研究    薛俊芳

伞兵伞开伞、着陆过载测试系统及过程仿真    周令

活性污泥法污水处理过程仿真软件设计及在控制中的应用    商敏儿

新型甲醇精制双效精馏流程的动态行为研究    龚科宁

 
关键词: 污水处理

[ 学术论文搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

 
相关学术论文推荐
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
推荐论文
智能推荐
 
网站首页 | 关于我们 | 联系方式 | 使用协议 | 版权隐私 | 排名推广 | 广告服务 | 积分换礼 | 网站留言