脱氮除磷sbr系统的建模与优化控制

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1、沈阳化工学院硕士学位论文摘要序批式反应器(SBR)活性污泥生化污水处理系统是目前世界上普遍采用的一种污水处理方式，它具有构造简单、投资节省、控制灵活等优点。尤其惹人注目的是，SBR污水处理系统对于污水的脱氮除磷效果特别好。近年来，随着排放标准中对氮、磷含量限制的日益严格，对生物脱氮除磷的研究日益增多，脱氮除磷SBR污水处理系统的应用越来越广泛，对SBR系统的控制也提出了更高的要求。本文以脱氮除磷SBR污水处理系统为研究对象，建立了SBR污水处理系统的Matlab仿真模型，并在这个仿真模型基础上进行了SBR污水处理系统优化控制的研究。在仿真模型建立方面，以国际水协会(IWA)发布

2、的活性污泥生化污水处理系统标准模型ASM2d以及Benchmark问题构成的有关文件为基础，结合序批式反应器污水处理系统的特点，分析了序批式反应器各阶段的物料平衡关系，建立了脱氮除磷SBR污水处理系统的Manab仿真模型。该模型能较好地模拟脱氮除磷SBR污水处理系统中的生化反应过程，可以作为一般SBR系统运行仿真平台用于SBR系统的优化、控制及监视策略的研究。在仿真模型的基础上，对SBR污水处理系统的优化控制进行研究是本文工作的重点。在SBR系统仿真模型的基础上，选择脱氮除磷SBR系统最佳运行模式，以减少控制难度，取得事半功倍的效果。定义了以SBR污水处理系统各个阶段的运行时间

3、作为控制变量，以运行费用作为性能指标，以出永水质为约束条件的脱氮除磷SBR污水处理系统的优化问题。通过对脱氮除磷SBR系统的分析，找出了性能指标与厌氧、好氧、缺氧三段反应时间之间的规律，将这个规律与进退法的一部分思想相结合，提出了一种改进优化算法。仿真运行结果表明SBR优化控制系统可以根据进水水质的变化，自动选择厌氧、好氧、缺氧三段的运行时间，能够在满足出水水质的约束下，缩短好氧时间及整个反应周期，降低运行成本，达到良好的控制效果，具有一定的实用价值。关键词：序批式反应器、脱氮除磷、活性污泥、仿真模型、优化控制沈阳化工学院硕士学位论文ABSlltACTABSTRACTSeque

4、ncingbatchreactor(sB鼬isamodeofwastewatertreatmentthatiswidelyusedallovertlleworld，ithastheadvantagesofsimplestructure，investmentsaving，flexibilityofcontrolandSOon．Itsfeatureisparticularsignificantforsimultaneousnitrogenandphosphorusremoval．Inrecentyeats，withthestricterdischargecriteriononnit

5、rogenandphosphorusremovalinwastewatertreatme鸣theresearchofsimultaneousnitrogenandphosphorusremovalhasincreasedprogressively．TheapplicationoftheSBRsystemforsimultaneousnitrogenandphosphorusremovaIismoreandmoreextensive，higherrequesttothecontrolofSBRsystemhasbeenputforward．Inthisthesis，theSBRs

6、ystemforsimultaneousnitrogenandphosphorusremovalisregardedastheresearchobject，aMatlabsimulationmodeloftheSBRsystemhasbeendevelopedandresearchesabouttheoptimalcontroloftheSBRsystemareperformedbasedonthissimulationmodel．Intherespectofthesimulationmodeldevelopment,basedontheASM2dandBenchmarkpro

7、posedbytheIWATaskgroupandcombinedwiththecharactersoftheSBRsystem，themassbalanceSofdifferentphasesofthereactorhavebeenanalyzedandtheMatlabsimulationmodeloftheSBRsystemforsimultaneousni打ogenandphosphorusremovalhasbeendeveloped．Throu曲thetestofsimulati