活性污泥法城市污水处理系统的建模与仿真

发布时间：2017-12-24 01:07

  本文关键词：活性污泥法城市污水处理系统的建模与仿真　出处：《北京化工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：计算机仿真技术是研究活性污泥法污水处理系统的有效方式。活性污泥1号模型(ASM1)由国际水协发布,并在国内外都得到了广泛的应用。因此,本文以ASM1为基础,利用计算机仿真技术展开研究。首先,本文以ASM1模型为基础对象,加入除磷相关过程,建立了集除碳、脱氮、除磷功能为一体的IASM1模型(Improvement of Activated Sludge Model No.1)。并用欧盟科学技术合作组织发布的污水处理仿真基准模型BSM1 (Benchmark Simulation Model No.1)和国际水协发布的ASM2d(Activated Sludge Model No.2d)分别对IASM1模型的除碳脱氮过程和除磷过程进行稳态验证。此外,利用北京和西安两个污水处理厂2014年11月1日至30日的进、出水水质监测数据对IASM1模型进行动态验证。其次,为了提高模型整体精确性,本文采用支持向量机法(SVM)对IASM1模型的参数进行参数优化。由于IASM1模型有40个参数,为了提高优化效率,因此,先利用相对灵敏度分析法找出对IASM1模型整体精确性影响较大的4个参数(YH、μA、KH、bH)。对这4个参数进行参数优化即可有效提高模型整体精确性。再次,通过IASM1模型对污水处理厂进行控制策略的设计。其中鼓风机曝气系统是污水处理厂耗电量最大的系统,占污水处理厂总耗电量的50%-60%。为了降低污水处理厂的能耗,本文针对曝气系统,提出了一个鼓风机曝气系统的简单自适应控制策略：由操纵变量补偿器与曝气池DO浓度控制系统组成,鼓风机采用变频调速进行控制。其中,操纵变量为鼓风机转速。可大大降低耗电量与运行成本。最后,在上面三部分内容的基础上,基于面向对象的思想,利用UML语言对软件进行设计。根据设计思路,采用C++编程语言基于VS2010仿真平台开发出一款污水处理仿真软件,利用Quest 3d作为三维展示平台,使得污水处理流程可实时展示。该软件可作为被控对象与外部控制器相连,也可作为学生及污水处理相关从业人员的学习工具。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703

【参考文献】

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本文编号：1326223