基于活性污泥法污水处理系统的控制算法研究

摘要

水资源危机和环境危机的愈演愈烈，污水处理是解决这两大难题的重要途径，因此，世界各国普遍重视并竞相大力发展污水处理技术。随着各种处理技术的发展，污水处理效果、最大程度地利用污水已经成为污水处理领域研究的重点，活性污泥法处理技术更是成为这其中的热点问题。
　　活性污泥法是污水处理过程的一种有效的方法，得到广泛的研究和应用。该流程主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。活性污泥法是水体自净的人工化和强化，主要依靠在曝气池内呈悬浮、流动状态的微生物群体的凝聚、吸附、氧化分解等作用来去除污水中的有机物。
　　本文主要研究的是基于活性污泥法的污水处理系统控制算法。首先，以活性污泥1号模型(ASM1)为开发平台，建立了简化的活性污泥数学模型。该模型主要描述了好氧异氧菌的生长和衰亡过程，其中模型组分、反应过程和参数的数量都少于ASM1，从而提高了该模型在城市污水厂中的实用性。通过测定模型组分、化学计量系数和动力学参数，为模型的应用提供了重要的前提和基础。其次，对建立的简化模型进行仿真研究，为了改进控制效果，采用了状态反馈控制器。最后，通过比较和分析，验证了所采用的方法对系统性能的改善和提高。

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第一章 绪 论

§1-1水资源危机与污水处理的必要性

§1-2国内外城市污水处理领域的发展现状

§1-3国内外城市污水处理技术的发展现状

§1-4论文主要工作

第二章 活性污泥法污水处理技术概述

§2-1活性污泥法工艺概述

§2-2气体传递和曝气池

§2-3本章小结

第三章 污水处理系统数学模型的建立

§3-1基本动力学的数学模型

§3-2简化的有机碳数学模型

§3-3简化的有机碳数学模型线性化

§3-4本章小结

第四章 污水处理系统控制方法

§4-1传统PID控制方法

§4-2状态反馈控制方法

§4-3本章小结

第五章 仿真结果及分析

§5-1PI控制器仿真结果及分析

§5-2状态反馈控制器仿真结果及分析

第六章 结 论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果