基于細(xì)胞自動機(jī)的污水處理過程建模與仿真研究.pdf

1、活性污泥法是利用微生物的生理特性對污水中的有機(jī)物進(jìn)行凈化的有效的方法，是目前使用的最廣泛的污水生物處理的方法?；钚晕勰喾ǖ奈鬯幚磉^程包含了極其復(fù)雜的生化反應(yīng)，使整個系統(tǒng)呈現(xiàn)出高度非線性、時變、不確定性和時滯等特點(diǎn)，這就導(dǎo)致了污水處理過程的建模比較困難。由于活性污泥法的凈化機(jī)理是基于微生物的生化反應(yīng)，因此建立活性污泥法污水處理的生物模型具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。而細(xì)胞自動機(jī)作為人工智能的一個分支學(xué)科，可以用于復(fù)雜系統(tǒng)和人工生命系統(tǒng)的

2、建模思想。利用細(xì)胞自動機(jī)對活性污泥法的污水處理過程進(jìn)行建模，從生物角度反映污水處理的生化過程，更直觀地展現(xiàn)出污水處理過程的特點(diǎn)。 本文在現(xiàn)有的研究成果的基礎(chǔ)上，借助活性污泥法的凈化機(jī)理和細(xì)胞自動機(jī)的原理，對細(xì)胞自動機(jī)及其在活性污泥法污水處理建模中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究，主要工作如下： 1.在分析活性污泥系統(tǒng)中微生物的生理特性及其作用的基礎(chǔ)上，利用活性污泥法的凈化機(jī)理和細(xì)胞自動機(jī)原理，提出了利用細(xì)胞自動機(jī)從生物角度模擬曝

3、氣池內(nèi)污水處理過程的研究方案。 2.針對活性污泥的吸附和穩(wěn)定過程，提出了使用退火細(xì)胞自動機(jī)規(guī)則進(jìn)行建模的思想，建立了二維的退火細(xì)胞自動機(jī)模型，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證，證明了其有效性。 3.針對曝氣池內(nèi)的整個污水處理過程，包括初期吸附、生物代謝和重力沉降，提出了使用概率細(xì)胞自動機(jī)規(guī)則進(jìn)行建模的思想，建立了三維的概率細(xì)胞自動機(jī)模型，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，證明了其有效性。 4.利用LabVIEW軟件平臺開發(fā)活性污泥法污水處理