人工快速渗滤系统有机物浓度随机模型研究

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1、国内图书分类号：X703国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文年姓级：名：申请学位级别：专业：指导老师：二0一一级侯云霞工学硕士市政工程张建强教授二零一四年五月二十五日ClassifiedIndex：X703U．D．C：SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONSTOCHASTICMODELOFORGANICCONCENT脚IONINCONSTRUCTEDRAPIDINFILTRATIONSYSTEMGrade：Candidate：

2、AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：Supervisor：2011HOUYunxiaMasterofEngineeringMunicipalEngineeringProf．ZHANGJianqiang西南交通大学曲南爻遗大字学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩

3、印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密彤使用本授权书。(请在以上方框内打”V”)学位敝作者虢f耘霞日期：加l牛．5．2{7指导老师签名：执刨‰日瓤：伽f眵，。j、彩西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声

4、明的法律结果由本人承担。本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)通过查阅文献、调研实际工程，分析CRI系统有机物降解规律和污水处理过程存在的不确定性；(2)以生物膜传质理论和物料平衡原理为基础，建立了CRI系统有机物浓度确定性模型，再结合随机过程理论和方法，建立了CRI有机物浓度随机模型，得到CRI系统有机物浓度随滤池高度变化的函数关系表达式；(3)求解模型及模型的期望、方差函数，进而重点分析和探讨期望函数和方差函数的特征；(4)进行模型理论检验，利用正交试验法对所建的随机模型进行参数敏感性分析

5、；(5)模型应用，应用所建模型对实际CRI系统进行模拟分析。一慑．，认7弘砖氰肌签纠豁w作虬耕瑚醣日雠学西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要应用数学模型模拟污水处理工艺是污水处理系统设计和运行控制的重要内容。近年来，随着不确定性认识的深入，污水处理系统的不确定性得到越来越多的关注和研究。所以，为了给污水处理系统的运行和管理提供有效的理论依据，我们有必要运用不确定理论对污水处理系统中有机物降解过程的不确定性进行系统分析和认知，并建立相对应的有机物降解数学模型。而目前解决不确定性问题的应用较广的数学工具

6、为随机微分方程。人工快速渗滤系统(ConstructedRapidInfiltrationsystem，简称CRI系统)是一种污水土地处理技术，其主要针对小城镇或居民聚居点的污水处理。本文以CRI系统为研究对象，对其有机物降解过程的不确定性进行了研究。首先对生物膜数学模型的发展历程进行阐述，并分析CRI系统的不确定性研究现状，然后以生物膜传质理论和物料平衡原理为理论基础，建立CRI系统有机物浓度确定性模型，再结合随机理论知识，在有机物浓度确定性模型中加入一个被看做是维纳过程的随机扰动项，由此建立并得到了

7、CRI系统有机物浓度的随机模型，该模型主要用于模拟预测CRI系统污水处理过程中有机物浓度大小，后应用敏感性分析方法对期望函数和方差函数的参数进行了分析，同时也对模型进行了理论检验。本文将所建模型应用于实际CRI系统工程中进行了模拟分析。以成都市某CRI系统实际工程为例，对有机物浓度确定性模型和随机模型分别进行模拟分析，模拟结果表明：由于在建立有机物浓度确定性模型过程时，未将不确定因素作为主要影响因素，其模拟结果不能反映出出水水质随高度的扰动变化性；而在考虑不确定因素影响的基础上建立的随机模型则可以反映出

8、有机物浓度的随机变化性，其模拟结果更接近于CRI系统的实际运行状况。本文在CRI系统有机物降解数学模型的建模原理和模型求解分析等方面尝试了新的解决手段，为CRI系统模型的建立和模拟展示了一种全新研究途径。对于实际的CRI系统工程，如果能够获得CRI系统模型需要的数据和参数，就能够运用本文所建立的有机物浓度随机模型，预测CRI滤池不同高度处的有机物浓度的大小和相应有机物浓度的扰动程度，并通过相关分析来判断CRI系统的运行状况，这可以为后续的系