基于ANN_ASM2D模型的多级AO工艺仿真系统的研究与应用

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1、硕士学位论文基于ANN/ASM2D模型的多级AO工艺仿真系统的研究与应用STUDYANDAPPLICATIONOFTHEMULTI-AOPROCESSSIMULATIONSYSTEMBASEDONANN/ASM2DMODEL席玉鹤哈尔滨工业大学2017年12月国内图书分类号：X703.1学校代码：10213国际图书分类号：628.3密级：公开工学硕士学位论文基于ANN/ASM2D模型的多级AO工艺仿真系统的研究与应用硕士研究生：席玉鹤导师：董文艺教授申请学位：工学硕士学科：环境科学与工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2017年12月授予学位单位：哈尔滨工

2、业大学ClassifiedIndex:X703.1U.D.C:628.3AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringSTUDYANDAPPLICATIONOFTHEMULTI-AOPROCESSSIMULATIONSYSTEMBASEDONANN/ASM2DMODELCandidate：YuheXiSupervisor：Prof.WenyiDongAcademicDegreeAppliedfor：Mas

3、terofEngineeringSpecialty：EnvironmentalScienceandEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要多级AO工艺是在传统A2O工艺基础上发展起来的一种多点进水的污水处理工艺。虽然该工艺具有优化碳源分配、脱氮效率较高、能耗药耗均较低等潜力，但由于污水生化处理过程本身的迟滞性

4、、非线性、复杂性与不确定性等通有缺点，使得对其仿真研究与过程控制非常复杂，因此目前针对该工艺的仿真系统控制与应用研究较少。本课题以多级AO工艺为研究对象，构建了该工艺的在线监测系统，识别关键影响因素；通过实时监测数据实现对多级AO系统的反馈控制；基于人工神经网络及ASM2D模型构建多级AO工艺仿真系统，对出水进行预测，通过对工艺连续运行的在线监测控制，实现对其运行的在线稳定调控。首先，通过在小试条件下连续运行多级AO工艺装置，针对其功能区多的问题，识别过程控制的关键因素。结果表明：工艺运行过程的氧化还原电位（ORP）、溶解氧（DO）、温度（T）、污泥浓度（

5、MLSS）、pH等是关键控制参数。根据多级AO工艺关键参数沿程变化规律及各区主要水质指标与关键参数的相关性分析，对监测方式点位及类型进行优选，并分析了监测参数与工艺运行状态，构建了多级AO工艺的实时监测调控系统。其次，在构建的多级AO在线监测系统基础上，确定显著影响出水水质的参数作为神经网络的输入，同时确定对ASM2D模型灵敏度显著的4个动力学参数和化学计量学参数，即异养菌产率系数、自养菌最大比增长速率、异养菌最大比增长速率与异养菌衰减系数。通过对上述参数的动态校核，将活性污泥机理模型与神经网络模型进行耦合，形成基于二者的多级AO工艺仿真系统，兼具了两个模

6、型的优点。通过ASM2D机理模型输出及人工神经网络输出的结合，建立监测参数与出水水质之间的非线性映射关系，合理地预测和反馈污水处理实时过程。最后，在对仿真系统进行校核优化的基础上，利用该仿真系统对多级AO工艺的动态运行进行调控。试验结果表明：该仿真系统对多级AO工艺出水有较好的预测效果，且能够有效的指导工艺的优化运行。系统优化结果表明：当曝气池的DO高于1.0mg/L时，既可以实现稳定达标出水水质的目标，又可以达到节能降耗的效果。关键词：多级AO工艺；仿真系统；ASM2D；神经网络-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTMultistagean

7、oxic-oxic(AO)processisastep-feedingwastewatertreatmentprocessthatisdevelopedbasedonthetraditionalanaerobic-anoxic-oxic(A2O)process.Thisprocesshasitsownadvantages,includinghighutilizationrateofcarbonsources,excellentnitrogenremovalefficiencyandlowenergyconsumption.However,duetothei

8、ntrinsicpropertiesofthesewagetrea