雙污泥-結(jié)晶磷回收工藝神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型研究.pdf

1、隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日益嚴(yán)重及礦產(chǎn)資源日漸貧乏，污水的脫氮除磷以及資源可持續(xù)利用成為當(dāng)前各大領(lǐng)域的研究重點(diǎn)?；诜聪趸哿桌碚摱_(kāi)發(fā)的雙污泥工藝因?qū)崿F(xiàn)“一碳雙用”，可有效減少工藝的需氧量、投加碳源量以及剩余污泥量等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)低C/N比的城市污水脫氮除磷具有重要意義。本課題組設(shè)計(jì)的雙污泥-結(jié)晶磷回收工藝在脫氮除磷的基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)磷資源的有效回收，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。為促進(jìn)雙污泥-結(jié)晶磷回收工藝的研究與應(yīng)用，本文利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具，以先

2、建立各單元模型而后建立整個(gè)系統(tǒng)模型為思路，建立組合工藝的模型系統(tǒng)，并利用模型對(duì)各單元進(jìn)行出水預(yù)測(cè)與工藝優(yōu)化。
　　 (1)以Ca/P、HRT、進(jìn)水磷濃度作為輸入向量，出水磷濃度和去除率為輸出向量，建立結(jié)晶磷回收反應(yīng)器的BP網(wǎng)絡(luò)模型。研究表明，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后的BP模型表現(xiàn)出良好的預(yù)測(cè)性能，預(yù)測(cè)誤差基本維持在±5％以?xún)?nèi)；模型優(yōu)化結(jié)果表明含4個(gè)隱層節(jié)點(diǎn)的三層BP網(wǎng)絡(luò)可達(dá)到要求，模型訓(xùn)練步數(shù)以100步為宜。模型分析表明，磷濃度較低的廢水的磷

3、回收效果較差，預(yù)測(cè)效果也稍差。從工藝角度出發(fā)對(duì)于磷濃度較低廢水的磷回收成本較大，故誘導(dǎo)結(jié)晶工藝使用之前，形成富磷上清液十分必要。工藝優(yōu)化表明：方解石誘導(dǎo)結(jié)晶磷回收反應(yīng)器最佳HRT為10～12miin提高Ca/P可以提高進(jìn)水磷濃度較低的廢水中磷的回收率，當(dāng)進(jìn)水磷濃度高于25mg/L時(shí)，Ca/P=3時(shí)效果最好，提高或降低均不利于磷的回收。
　　 (2)反硝化聚磷菌的釋磷和聚磷過(guò)程BP模型的最佳結(jié)構(gòu)分別為6-5-2和6-5-3，訓(xùn)練次

4、數(shù)以150步為宜。模型對(duì)DPB的厭氧釋磷和缺氧聚磷過(guò)程的預(yù)測(cè)性能良好，聚磷模型精度稍差于釋磷，但兩者預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值間的相對(duì)誤差均處在±10％以?xún)?nèi)。工藝優(yōu)化結(jié)果表明，MSLL的增加均有利于DPB的厭氧釋磷和缺氧聚磷；醋酸等小分子有機(jī)物更易被DPB所利用，產(chǎn)生較好的磷釋放效果，其他幾種的釋磷效果分別為醋酸鈉和葡萄糖＞實(shí)際生活污水＞葡萄糖；不同VFA濃度下，釋磷初始階段磷的釋放速率基本為定值，一定范圍內(nèi)VFA濃度的提高有利于提高釋磷效果；釋磷

5、量大的聚磷潛力明顯較大；NO3-N濃度越高越有利于聚磷過(guò)程的進(jìn)行，但受DPB體內(nèi)碳源的影響較大。
　　 (3)雙污泥-結(jié)晶磷回收工藝BP網(wǎng)絡(luò)模型(結(jié)構(gòu)5-5-4)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工藝各單元以及整體工藝的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)。但所建立的模型的預(yù)測(cè)精度有限，對(duì)出水指標(biāo)的預(yù)測(cè)稍差；對(duì)總氮的預(yù)測(cè)較好，氨氮次之，兩者相對(duì)誤差基本穩(wěn)定在±20％以?xún)?nèi)；模型對(duì)COD和TP的預(yù)測(cè)性能相對(duì)較差。
　　 BP模型對(duì)雙污泥-結(jié)晶磷回收工藝的預(yù)測(cè)性能良好，但