收藏本站
《重庆大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

活性污泥法工艺系统优化设计模型及应用研究

庞子山  
【摘要】:在传统活性污泥法工艺系统设计过程中引入系统论思想及最优化求解的方法既是工程设计方法发展的趋势,也是结构化设计发展的必然。本研究在全面评述活性污泥法工艺系统最优化设计研究现状的基础上,在国内首次建立了一套完整的活性污泥法A~2/O工艺系统的优化设计模型和相应的寻优求解方法,并在Matlab环境下开发了最优化设计程序(ODP),为提高活性污泥法工艺系统设计水平和设计效率作了一些探索性和创新性的努力。 本文根据污水处理活性污泥法工艺的发展趋势,基于IAWQ-ASM机理模型理论,建立了一套完整的用于活性污泥法脱氮除磷A~2/O工艺系统方案设计的框架模型、系统数学模型以及费用目标函数模型,并将其整合为一个数学最优规划问题予以求解。实例研究表明,采用该套设计模型进行方案优化设计,可以在传统的设计方案基础上节约系统总费用10%以上,而且应用该优化方法进行工程设计既保证了活性污泥法生物处理系统的有机完整性,又提高了设计效率和设计准确度。 针对优化设计模型的高度非线性、多变量、多约束、多维数等数学特征,提出了采用序列二次规划(SQP)进行优化求解的策略。该求解算法在寻优搜索区间内可以自动获得最佳的搜索方向和搜索步长,大大降低了寻优迭代的次数,有效地克服了常用优化方法——广义简约梯度法(GRG)、复合形法(CM)以及罚函数(PM)法等在求解大型非线性约束最优化问题时的诸多不足,提高了优化过程的效率和稳定性,且应用方便。 本文首次在优化设计方法中应用Matlab语言对系统模型和SQP算法进行了编程求解。Matlab强大的计算功能和优化功能,为求解活性污泥法脱氮除磷A~2/O工艺系统的最优化设计问题,提供了良好的语言编译平台。作为工程类计算语言的发展方向,在本文的研究中,Matlab展示了在水污染控制领域内的应用前景十分广阔。 本文通过实例研究中的工艺设计参数灵敏性分析,获得了参数不确定性对系统整体性能影响的定量分析结果。该结论可以指导试验人员或设计人员在对关键参数估值时,做到有理可循,同时还可根据参数的灵敏性高低,有针对地制定试验计划,避免资源浪费。 本文编制的Matlab优化设计程序具有良好的开放性和可扩展性。当设计流程与本研究中的概念模型不完全一致时,只需要在模型中建立不同单元功能构筑物的反应及物料平衡关系,并用节点控制的物料平衡关系将这个功能模块与整个系统联系起来。对于最优化设计程序,则仅需要在相应改变的功能模块(子程序)中添加、删除以及修改约束条件或调整目标函数的构成,无须作大量重复的系统建模和计算 重庆大学博士学位论文 机编程工作。 研究表明:用本文创建的活性污泥脱氮除磷系统优化模型来进行城市污水处理 厂的工艺设计计算在理论上可行,用Mauab平台开发的优化设计程序ODP在实践 上有继续深入研究开发的价值,具有良好的应用前景。本研究为活性污泥工艺设计 提供了新方法,开辟了新思路,也为Mauab在水污染控制工程的应用增添了新领域。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X703

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 邵友元;;城市污水处理的关键问题及前沿技术[J];广东化工;2009年05期
2 张冰;周雪飞;任南琪;;新型城市污水脱氮除磷工艺的试验研究与优化设计[J];环境科学;2008年06期
3 赵福祥;张国臣;陈鸿汉;黄健;;改进CRI系统处理高速公路服务区污水应用[J];水处理技术;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 鞠兴华;城市污水活性污泥生物脱氮模型及模拟研究[D];西安建筑科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 张先超;船舶生活污水处理设备研究[D];安徽工程大学;2011年
2 李文龙;活性污泥1号模型进水含碳组分的虚拟仪器研究[D];重庆大学;2007年
3 李松良;ASM3应用于城市污水处理厂的模拟预测研究[D];重庆大学;2007年
4 施炜;活性污泥法脱氮除磷工艺的优化设计研究[D];同济大学;2008年
5 姚创;SFBR生物废水处理工艺及数学模拟[D];湖北工业大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱易;怎样正确选择决定城市污水处理方案[J];中国给水排水;1989年01期
2 尹军,朱佳;污水处理厂单元处理构筑物费用函数的研究及探讨[J];中国给水排水;1990年06期
3 杨宝林;污水处理厂技术概况和发展动向[J];中国给水排水;1991年04期
4 隋军,王宝贞;厌氧法污水处理系统的优化设计[J];中国给水排水;1992年04期
5 沈光范;关于城市污水处理厂设计的若干问题[J];中国给水排水;2000年03期
6 周雹,周丹,张礼文,于福海;活性污泥工艺的设计计算方法探讨[J];中国给水排水;2001年05期
7 龙腾锐,郭劲松,党清平;临界距离优化城市污水处理系统研究[J];中国给水排水;1998年02期
8 朱明权;利用COD指标进行活性污泥法系统的设计[J];中国给水排水;1999年02期
9 王全金;活性污泥系统二次沉淀池计算理论探讨[J];华东交通大学学报;1998年01期
10 姜安玺,郑朔方,时双喜,于尔捷,张杰,张富国;厌氧-好氧活性污泥法除磷机理及动力学探讨[J];哈尔滨建筑大学学报;1997年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 鞠兴华;城市污水活性污泥生物脱氮模型及模拟研究[D];西安建筑科技大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 尹志高;陆志波;杨健;刘静;;蚯蚓生物滤池处理农村分散生活污水效果研究[J];四川有色金属;2011年04期
2 于恒兰;;一类抛物型分布参数系统最优控制问题的数值方法[J];安徽大学学报(自然科学版);1991年04期
3 欧寿铸;陈建明;;铸钢件保温冒口的优化设计[J];安徽工学院学报;1987年04期
4 潘宝珠;;饲料配方的最优化方法及计算机程序设计[J];安徽工学院学报;1990年04期
5 陈韵,汪家权,胡献国;生命周期评价与环境保护[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年05期
6 张晓明,李廷训;工程测边网可靠性研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);1997年03期
7 陈双喜,吴长春,盛勇;合肥S波段多普勒天气雷达系统的运行环境研究[J];安徽建筑;1999年05期
8 龚玲;钟成华;邓春光;胡霞;;三峡库区重庆段污水处理厂运行现状研究[J];安徽农业科学;2006年18期
9 刘玉年;印华斌;赵丽;;重金属离子对污水生物处理影响的研究进展及展望[J];安徽农业科学;2008年18期
10 刘晖;孙彦富;周康群;刘洁萍;王文豪;;厌氧除磷菌的富集及功能菌组成研究[J];安徽农业科学;2011年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 果乃涛;;链—回—环球团生产系统优化控制研究[A];2011年全国冶金节能减排与低碳技术发展研讨会文集[C];2011年
2 杨桐;杨常亮;毛永杨;;水环境容量研究进展[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
3 袁惠萍;彭昌盛;王震宇;;中国北方新兴村镇生活污水预处理工艺选择——以青岛北龙口村污水处理工艺选择为例[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
4 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 刘慧君;许晓毅;朱跃敏;肖瑞;;A/O-MBR处理生活污水低温启动试验研究[A];2010年膜法市政水处理技术研讨会论文集[C];2010年
6 苏屏;;微波二端口网络机辅设计程序[A];1987年全国微波会议论文集(下)[C];1987年
7 廖晓峰;吴中福;虞厥邦;;实现CDMA系统最佳多用户检测的一种稳健神经网络方法[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
8 王岩;陶薇;;污水处理曝气系统中节能检控技术的应用[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
9 雷晓玲;叶方剑;刘贤斌;陈文华;;长江上游三峡库区低温、低C/N城市污水中TN去除对策分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
10 唐明筠;;无约束优化问题的一种信赖域牛顿解法(英文)[A];中国运筹学会第九届学术交流会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邢坤;层状氢氧化镁铝的改性与成型及其对磷/氮阴离子的吸附脱除性能[D];中国海洋大学;2010年
2 张志勇;企业物流资源配置决策方法研究[D];合肥工业大学;2010年
3 王敏;分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响[D];合肥工业大学;2010年
4 徐晓冰;光伏跟踪系统智能控制方法的研究[D];合肥工业大学;2010年
5 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
6 陆谢娟;低C/N比污水间歇曝气MBR脱氮研究[D];华中科技大学;2010年
7 杨红;污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究[D];华南理工大学;2010年
8 石钦文;综合运输系统结构协调发展理论研究[D];北京交通大学;2010年
9 房霄虹;城市轨道交通网络化运输组织协调理论及方法研究[D];北京交通大学;2011年
10 王晓东;双机架紧凑式炉卷轧机模型自适应优化控制[D];昆明理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨文静;武汉市内湖富营养化周年变化规律的监测及初步讨论[D];华中农业大学;2010年
2 孙菲;优势脱氮菌的筛选及工业化应用基础研究[D];安徽工程大学;2010年
3 张小亮;非线性规划的信赖域算法[D];河南理工大学;2010年
4 刘磊;多泥沙河流水库优化调度研究[D];郑州大学;2010年
5 吕晶晶;A/A/O工艺处理城市污水除磷脱氮性能试验研究[D];郑州大学;2010年
6 侯亚辉;A~2/O、倒置A~2/O和前置缺氧A~2/O工艺处理城市污水比较研究[D];郑州大学;2010年
7 苏涛;玉米酒精废水处理工艺及启动研究[D];郑州大学;2010年
8 张淑琢;莱芜城区牟汶河综合治理的水文效应研究[D];山东农业大学;2010年
9 张峰;丘陵山区重力式村镇供水管网优化及安全调控研究[D];山东农业大学;2010年
10 时磊;半潜平台动力定位系统的评估及优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪慧贞,曹秀芹;活性污泥模型NO.1及“SSSP程序”在中国污水厂适用性的初步探讨[J];北京建筑工程学院学报;1996年03期
2 刘喜元;曾荣辉;吴国凡;;船舶污水排放面临的问题及解决措施[J];船舶工程;2007年01期
3 石如璋;船用真空污水处理系统[J];船舶;1999年03期
4 肖大松;SBR法处理城市生活污水的研究[J];重庆环境科学;1996年05期
5 刘世涛;小型生活污水处理装置的流量调节[J];城市公用事业;2002年06期
6 金同庆;;深孔钻机床PLC控制电路的设计[J];电子制作;2006年11期
7 卢培利,张代钧,刘颖,王飞;活性污泥法动力学模型研究进展和展望[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年03期
8 卢培利,张代钧,严晨敏,刘颖;活性污泥法动力学模型应用中的参数校核[J];环境科学与技术;2002年05期
9 邵友元;Krzysztof W.Szewczyk;李卫;黄光斗;孙俊逸;;微生物浓度对SFBR工艺去除营养物的影响[J];环境科学与技术;2006年07期
10 邵友元;Krzysztof W.Szewczyk;李卫;黄光斗;孙俊逸;;基质初始浓度对SFBR工艺去除营养物的影响[J];环境科学与技术;2006年08期
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 杭世珺;[N];中国建设报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 董良飞;船舶生活污水污染特征及控制对策研究[D];西安建筑科技大学;2005年
2 徐伟锋;生物脱氮除磷ASM2D模拟及机理研究[D];同济大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卢培利;伟统活性污泥过程及其生物脱氮除磷改造的动力学模拟研究[D];重庆大学;2002年
2 李志颖;城市污水活性污泥系统模拟[D];西安建筑科技大学;2003年
3 赵振;活性污泥数学模型在天山污水处理厂工艺优化改造中的模拟研究[D];东华大学;2004年
4 任海英;城市污水活性污泥处理系统模拟预测及设计(ASM2)[D];西安建筑科技大学;2004年
5 孙宗健;活性污泥模型实际应用以及适应性研究[D];北京工业大学;2004年
6 李烈锋;反应器流动模型仿真及物料平衡模拟[D];重庆大学;2004年
7 朱建军;完全混合式连续进出水间歇曝气工艺的仿真研究[D];重庆大学;2004年
8 王华丰;基于ASM2的A~2/O工艺机理模型及自动控制研究[D];浙江大学;2005年
9 方世昌;活性污泥系统数学模型在吴忠市污水处理厂的应用研究[D];西安理工大学;2005年
10 李玉新;基于ASM3的活性污泥模型改进及其应用研究[D];北京工业大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马建立;邓小文;卢学强;籍鹏飞;居文钟;张帆;韦宇;;整体合建倒置A~2O氧化沟中试试验及参数优化[J];城市环境与城市生态;2011年04期
2 张杞蓉;张军华;陈丽霞;;试论ASM水质组分和模型参数测定方法[J];能源与环境;2011年06期
3 吉芳英;赵易;熊黎;帅文林;;环流式活性污泥/生物膜组合工艺的脱氮除磷性能[J];中国给水排水;2011年15期
4 王素兰;段胜君;邢传宏;胡广杰;;改良氧化沟工艺处理城市污水除磷试验研究[J];工业水处理;2015年02期
5 肖新程;董业斌;李志东;;膜生物反应器脱氮除磷技术的研究进展[J];工业用水与废水;2009年05期
6 周雪飞;张亚雷;胡茂冬;施炜;;活性污泥法脱氮除磷工艺的优化设计[J];化工学报;2009年12期
7 阮慧娟;徐高田;尚飞宵;许莉;;竹园污水厂闭式双泥龄工艺活性污泥数学模型的参数研究[J];环境工程;2011年05期
8 龙北生;刘红波;肖国拾;任何军;聂熹;;两级SBR工艺去除磷、氮及有机物效能分析[J];环境科学;2009年09期
9 王晓玲;尹军;李术宽;韦新东;高尚;;低C/N条件下MUCT工艺数学模型的参数校正与验证[J];环境科学;2011年11期
10 张新慧;陈兆波;吴德东;;基于ASM3模型的一体式MBR出水水质模拟分析[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 杨岸明;城市污水处理厂曝气节能方法与技术[D];北京工业大学;2012年
2 房平;EASM1模型的建立及在城市污水生物添加强化脱氮中的应用[D];西安建筑科技大学;2011年
3 张睿;数据分析在污染控制领域的节能优化应用[D];中国科学技术大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 苏强;活性污泥数学模型在济南水质净化二厂工艺优化改造中的模拟研究[D];山东大学;2010年
2 王宁;基于ASM2D的A~2/O工艺数学模拟和优化策略研究[D];武汉理工大学;2011年
3 杨欣霖;高速公路服务区绿色建筑技术体系研究[D];长安大学;2011年
4 庄磊;双循环两相(BICT)生物处理工艺的建模及模拟研究[D];苏州科技学院;2010年
5 赵易;环流式活性污泥—生物膜组合工艺处理小城镇生活污水的试验研究[D];重庆大学;2011年
6 籍鹏飞;A~2/O工艺在小型污水处理厂脱氮除磷过程中的应用及效能分析[D];河北工业大学;2011年
7 宋子明;云南省玉溪污水厂A~2/O工艺脱氮特性及动力学模型研究[D];昆明理工大学;2011年
8 宗晶晶;双循环两相(BICT)生物处理工艺的建模方法研究[D];苏州科技学院;2009年
9 林娜;准好氧填埋场氮素转化规律模拟实验研究[D];西南交通大学;2009年
10 黄民清;CIBR工艺数学模型及模拟研究[D];华中科技大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪慧贞,曹秀芹;活性污泥模型NO.1及“SSSP程序”在中国污水厂适用性的初步探讨[J];北京建筑工程学院学报;1996年03期
2 杨青,甘树应,陈季华,刘振鸿;活性污泥3号模型(ASM3)简介[J];中国给水排水;2000年11期
3 王显,徐志伟;生污泥质量与污水来源及其处理工艺的关系[J];中国给水排水;1998年01期
4 陈立;EFOR 程序的仿真模拟功能应用研究[J];中国给水排水;1998年05期
5 汪慧贞,吴俊奇;活性污泥数学模型的发展和使用[J];中国给水排水;1999年05期
6 刘永龄;从运转角度浅议城市污水处理厂的设计[J];给水排水;1995年04期
7 羊寿生,张辰;城市污水处理厂设计中热点问题剖析[J];给水排水;1999年09期
8 朱明权,周冰莲;污水厂污泥稳定方法及稳定化程度的评价指标[J];给水排水;1997年10期
9 尹军;李晓君;宫正;;城市污水二级处理系统费用函数研究[J];水处理技术;1988年04期
10 朱怀兰;史家樑;徐亚同;孙珍娣;汪中德;;SBR生物除磷工艺的研究[J];上海环境科学;1993年08期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢继承,李桂新,肖军;升流式厌氧污泥床-循环活性污泥法工艺处理黄原胶废水[J];山东农业大学学报(自然科学版);2005年02期
2 宫洪艳;李文波;;各类金属离子对活性污泥法工艺的影响研究[J];山西建筑;2013年15期
3 杨彬彬;徐祖信;王晟;;交替式活性污泥法工艺研究与应用进展[J];环境科学与管理;2008年11期
4 范松强;AAA活性污泥法工艺研究[J];南通工学院学报(自然科学版);2003年04期
5 郭小青;林华东;李文龙;陈金锥;;传统活性污泥法工艺改进的尝试[J];工业用水与废水;2006年01期
6 陈贻龙;组合交替式活性污泥法工艺处理城市污水的工程应用[J];中国市政工程;2004年01期
7 刘彩萍;;浅谈Linpor工艺与活性污泥法工艺的结合应用[J];环境保护与循环经济;2008年10期
8 陈龙;丁年龙;;传统活性污泥法工艺投加粉末活性炭的生产试验性应用[J];污染防治技术;2009年05期
9 朱美群;;膜分离活性污泥法工艺及其应用[J];科技创新导报;2011年31期
10 屈建海;;A/O活性污泥法工艺优化[J];河南化工;2010年16期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 庞子山;活性污泥法工艺系统优化设计模型及应用研究[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 傅浩;分段式活性污泥法工艺的开发与实验研究[D];吉林大学;2012年
2 冯露;大蒜加工废水的活性污泥法工艺研究[D];南京理工大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026