GA-BPNN在CASS工藝建模中的應(yīng)用研究.pdf

1、為了保護(hù)有限的水資源，保證國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，必須大力發(fā)展我國(guó)的污水處理事業(yè)。在污水處理工藝中，CASS工藝是一種比較先進(jìn)的工藝，而且也比較適合我國(guó)國(guó)情。但是污水處理受到進(jìn)水各種水質(zhì)等諸多因素影響，過(guò)程復(fù)雜，水質(zhì)變化具有非線性及非確定性特征。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有大規(guī)模并行運(yùn)算、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、容錯(cuò)性的能力，特別適用于需要同時(shí)考慮許多因素和條件，不精確的、模糊的信息處理。因此，研究對(duì)污水處理過(guò)程的建模技術(shù)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2、本文以Matlab 7.0為計(jì)算平臺(tái)，采用遺傳算法-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)CASS工藝處理城市生活污水過(guò)程進(jìn)行模擬分析，探討生物處理系統(tǒng)主導(dǎo)運(yùn)行參數(shù)及最佳運(yùn)行參數(shù)，主要結(jié)論如下： (1)采用GA-BPNN模型能有效地模擬CASS生物處理系統(tǒng)，模型預(yù)測(cè)污水有機(jī)物去除率及氨氮去除率的回歸系數(shù)分別為R=0.8356、R=0.8195，預(yù)測(cè)質(zhì)量較好，說(shuō)明采用GA-BPNN模型對(duì)生物處理系統(tǒng)進(jìn)行模擬式可行的，為今后進(jìn)一步運(yùn)行管理生物處理系統(tǒng)

3、提供了新的研究方法。 (2)采用分割權(quán)值法對(duì)模型進(jìn)行分析表明：對(duì)該生物處理系統(tǒng)，進(jìn)水COD<,Cr>濃度、NH<,4><'+>-N濃度、TP濃度、pH對(duì)出水污染物去除率的影響的相對(duì)重要性分別為29.28％、20.74％、31.79％、18.19％，進(jìn)水TP濃度對(duì)系統(tǒng)污染物去除率的影響最大。 (3) 對(duì)有機(jī)物去除率的影響采用偏導(dǎo)數(shù)法分析表明：進(jìn)水COD<,Cr>濃度、NH<,4><'+>-N濃度、pH值均促進(jìn)污水中有機(jī)

4、物的去除；當(dāng)進(jìn)水TP濃度低于1.6mg/l時(shí)，進(jìn)水TP濃度對(duì)有機(jī)物的去除有促進(jìn)作用；當(dāng)進(jìn)水TP濃度大于1.6mg/l時(shí)，進(jìn)水TP濃度將抑制有機(jī)物的去除。進(jìn)水參數(shù)對(duì)有機(jī)物去除的重要性由高到低分別為pH、TP濃度、NH<,4><'+>-N濃度、COD<,Cr>濃度。 (4) 對(duì)氨氮去除率的影響采用偏導(dǎo)數(shù)法分析表明：進(jìn)水COD<,Cr>濃度、NH<,4><'+>-N濃度均促進(jìn)污水中氨氮污染物的去除。進(jìn)水TP濃度、pH值均抑制污水中氨

5、氮的去除。進(jìn)水參數(shù)對(duì)氨氮去除的重要性由高到低分別為T(mén)P濃度、pH值、NH<,4><'+>-N濃度、COD<,Cr>濃度。 (5) 采用遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行最優(yōu)運(yùn)行參數(shù)研究表明：當(dāng)進(jìn)水COD<,Cr>濃度為202.87mg/l時(shí)、NH<,4><'+>-N濃度為22.00mg/l時(shí)、TP濃度為0.93mg/1時(shí)、pH為7.15，系統(tǒng)有機(jī)物、氨氮去除率分別升高到為60.82％、64.36％。提高污水處理廠污泥負(fù)荷、對(duì)來(lái)水TP進(jìn)行預(yù)處