GA-BPNN在CASS工藝建模中的應(yīng)用研究.pdf

1、為了保護有限的水資源，保證國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，必須大力發(fā)展我國的污水處理事業(yè)。在污水處理工藝中，CASS工藝是一種比較先進的工藝，而且也比較適合我國國情。但是污水處理受到進水各種水質(zhì)等諸多因素影響，過程復(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)模并行運算、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、容錯性的能力，特別適用于需要同時考慮許多因素和條件，不精確的、模糊的信息處理。因此，研究對污水處理過程的建模技術(shù)具有十分重要的現(xiàn)實意義。

2、本文以Matlab 7.0為計算平臺，采用遺傳算法-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對CASS工藝處理城市生活污水過程進行模擬分析，探討生物處理系統(tǒng)主導(dǎo)運行參數(shù)及最佳運行參數(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)測污水有機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)測質(zhì)量較好，說明采用GA-BPNN模型對生物處理系統(tǒng)進行模擬式可行的，為今后進一步運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)值法對模型進行分析表明：對該生物處理系統(tǒng)，進水COD<,Cr>濃度、NH<,4><'+>-N濃度、TP濃度、pH對出水污染物去除率的影響的相對重要性分別為29.28％、20.74％、31.79％、18.19％，進水TP濃度對系統(tǒng)污染物去除率的影響最大。 (3) 對有機物去除率的影響采用偏導(dǎo)數(shù)法分析表明：進水COD<,Cr>濃度、NH<,4><'+>-N濃度、pH值均促進污水中有機

4、物的去除；當(dāng)進水TP濃度低于1.6mg/l時，進水TP濃度對有機物的去除有促進作用；當(dāng)進水TP濃度大于1.6mg/l時，進水TP濃度將抑制有機物的去除。進水參數(shù)對有機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) 對氨氮去除率的影響采用偏導(dǎo)數(shù)法分析表明：進水COD<,Cr>濃度、NH<,4><'+>-N濃度均促進污水中氨氮污染物的去除。進水TP濃度、pH值均抑制污水中氨

5、氮的去除。進水參數(shù)對氨氮去除的重要性由高到低分別為TP濃度、pH值、NH<,4><'+>-N濃度、COD<,Cr>濃度。 (5) 采用遺傳算法對模型進行最優(yōu)運行參數(shù)研究表明：當(dāng)進水COD<,Cr>濃度為202.87mg/l時、NH<,4><'+>-N濃度為22.00mg/l時、TP濃度為0.93mg/1時、pH為7.15，系統(tǒng)有機物、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荷、對來水TP進行預(yù)處