一种构建废水污染物排放Petri网仿真模型的方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种构建废水污染物排放Petri网仿真 模型的方法。
【背景技术】
[0002] 污染防治最佳可行技术(BAT)是为治理生活、生产过程中形成的各种环境问题，削 减污染物的排放量，并从整体上达到高水平的环境保护目标而提出的先进且可行的污染防 治工艺和技术。它与国家或地区在某一期间的技术、经济发展程度和环境治理要求相符合。 欧盟最先提出了 BAT的概念。1996年9月，欧盟执行委员会发布了污染综合防治指令（简称 IPPC指令）。该指令提出，预防或减少污染物排放的技术方法应基于BAT。该指令还要求欧盟 各成员国为多个工业和特定污染物，确立包括制订排放限值、推广BAT的许可制度。
[0003] 自欧盟执行委员会提出IPPC指令至今，欧盟已有能源、钢铁、有色、化工和造纸等 27个行业的BAT参考文件(BREF)被相继颁布实施，此外6个跨行业的BREFs也提出了相应的 BAT〇
[0004] BAT在中国的发展一直比较缓慢，2007年《国家环境技术管理体系建设规划》颁布 实施，BAT在中国开始起步。截至目前，我国BAT导则的编制工作只涉及到钢铁、燃煤等6个行 业(工艺）。肉类产品能够提供人体所必须的蛋白质、脂肪、矿物质等营养成分，是人类生活 中必须的食品来源。我国对畜类屠宰加工行业污水的二级排放标准要求为：悬浮物= 100mg/L，生化需氧量B0D = 50mg/L，化学需氧量⑶D= 120mg/L，动植物油=20mg/L，氨氮 NH3-N = 20mg/L。我国对畜类屠宰加工行业污水的一级排放标准为：悬浮物=50mg/L，生化 需氧量BOD = 20mg/L，化学需氧量COD = 70mg/L，动植物油=15mg/L，氨氮NH3-N = 1 Omg/L。我 国对现有酵母工业企业污水排放要求为:C0D控制在300-400mg/L，B0D5控制在40-80mg/L， SS控制在70-100mg/L，总氮控制在25-40mg/L，总磷控制在1 · 0-2 · 0mg/L，pH值控制在6-9。对 新建酵母工业企业污水排放要求为:C0D控制在150-400mg/L，B0D5控制在30-80mg/L，SS控 制在50-100mg/L，总氮控制在20-40mg/L，总磷控制在0 · 8-2 · 0mg/L，pH值控制在6-9。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种构建废水污染物排放Petri网仿真模型的方法。
[0006] 一种构建废水污染物排放Petr i网仿真模型的方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤1、对污水的各个污染指标浓度进行统计，得出污水中各污染物指标的浓度值 范围；污染指标包括BOD、COD、NH3-N;
[0008] 步骤2、设定BAT处理工艺中各个处理工段对污染物去除率的区间范围；
[0009] 步骤3、对污水处理过程进行仿真，得出了经过处理之后的各污染指标浓度均值的 置信区间，从而得到各污染物排放限值。
[0010]采用基于对象Petri网的离散事件系统建模对污水处理过程进行仿真。
[0011]采用基于对象Petri网的离散事件系统建模的步骤如下：
[0012] (1)明确用户需求；
[0013] (2)确立对象，建立对象模型，采用面向对象的建模方法，列出对象的名称、属性、 方法、消息即操作；
[0014] (3)标识对象之间的关系；
[0015] (4)建立系统初始模型，通过使用00ΡΝ的语法进行说明、表示，建立初始的系统 00ΡΝ模型；
[0016] (5)对00ΡΝ初始模型进行优化，并与(2)、（3)、（4)构成一个迭代过程；
[0017] (6)集成模型，确立整个离散事件系统的00ΡΝ模型；
[0018] (7)对00ΡΝ模型进行分析并确定其完整性:模型分析即通过语法来对建立的模型 进行分析；
[0019] (8)离散事件系统设计:如果对(7)的结果满意，则对离散事件系统进行设计，否则 转到(2)，循环后面的过程，直到完成离散事件系统设计。
[0020] 有益效果：
[0021] 根据三个典型污染行业生产和排污过程，采用基于Petri网理论的0PMSE软件，分 别对三个典型污染行业中具体企业的水污染物BAT处理工艺的削减能力进行了仿真计算， 仿真结果可以为排放限值的制定提供一定的依据，同时也可以为企业污水处理工艺的改进 给出指导意义。仿真计算过程中采用区间计算的方法进行多次仿真，并以所有仿真的结果 作为统计样本，当设定总体满足或近似满足正态分布时，用仿真结果的统计样本对总体正 态分布的均值进行区间估计，从而得出总体正态分布均值的置信区间。
【附图说明】
[0022]图1是本发明【具体实施方式】采用0PMSE软件进行模拟仿真的流程图；
[0023] 图2是本发明【具体实施方式】造纸厂的生产工艺基本流程图；
[0024] 图3是本发明【具体实施方式】对象加工过程流程图；
[0025] 图4是本发明【具体实施方式】生产工艺开始运行阶段流程图；
[0026]图5是本发明【具体实施方式】造纸生产工艺中废水处理工段流程图；
[0027] 图6是本发明【具体实施方式】屠宰厂产品生产工艺流程图；
[0028] 图7是本发明【具体实施方式】屠宰厂生产工艺开始运行阶段流程图；
[0029] 图8是本发明【具体实施方式】对象屠宰废水处理工艺流程图；
[0030] 图9是本发明【具体实施方式】啤酒生产工艺流程图；
[0031 ]图10是本发明【具体实施方式】啤酒生产工艺开始运行阶段流程图；
[0032]图11是本发明【具体实施方式】啤酒废水处理工艺流程图；
[0033]图12是本发明【具体实施方式】造纸行业BAT水处理计算仿真模型的C0D最终浓度仿 真结果；
[0034]图13是本发明【具体实施方式】造纸行业BAT水处理计算仿真模型的B0D最终浓度仿 真结果；
[0035]图14是本发明【具体实施方式】造纸行业BAT水处理计算仿真模型的NH3-N最终浓度 仿真结果；
[0036]图15是本发明【具体实施方式】屠宰行业BAT水处理计算仿真模型的C0D最终浓度仿 真结果；
[0037]图16是本发明【具体实施方式】屠宰行业BAT水处理计算仿真模型的BOD最终浓度仿 真结果；
[0038]图17是本发明【具体实施方式】屠宰行业BAT水处理计算仿真模型的NH3-N最终浓度 仿真结果；
[0039]图18是本发明【具体实施方式】啤酒行业BAT水处理计算仿真模型的C0D最终浓度仿 真结果；
[0040]图19是本发明【具体实施方式】啤酒行业BAT水处理计算仿真模型的B0D最终浓度仿 真结果；
[0041 ]图20是本发明【具体实施方式】啤酒行业BAT水处理计算仿真模型的NH3-N最终浓度 仿真结果。
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细说明。
[0043] 一种构建废水污染物排放Petr i网仿真模型的方法，包括以下步骤：
[0044] 步骤1、对污水的各个污染指标浓度进行统计，得出污水中各污染物指标的浓度值 范围；污染指标包括BOD、COD、NH3-N;
[0045] 步骤2、设定BAT处理工艺中各个处理工段对污染物去除率的区间范围；
[0046] 步骤3、对污水处理过程进行仿真，得出了经过处理之后的各污染指标浓度均值的 置信区间，从而得到各污染物排放限值。
[0047]采用基于对象Petri网的离散事件系统建模对污水处理过程进行仿真。
[0048] 00ΡΝ将目标系统通过一个相互协作的对象来映射，并将各个对象的行为和对象之 间的通信关系通过Petri网来描述。00ΡΝ中，任意一个对象（即一个个Petri子网）只对外提 供其调用接口，而不对外界提供其内部实现细节。这样的信息隐藏机制提高了模型的可维 护性和可重用性。
[0049] 当对一个系统进行建模时，应该先考虑功能需求分析，然后采用面向对象的方法， 包括面向对象的分析(00A)、设计（00D)和实现(OOP)，从00A到00D的过程也就是建模的过 程。为了简化建模过程的复杂性，同时提高对象的重用性，建模过程可以只考虑对象之间最 基本的消息传递，而忽略对象之间的复杂关系和约束。
[0050] 采用基于对象Petri网的离散事件系统建模的步骤如下：
[0051] (1)明确用户需求；
[0052] (2)确立对象，建立对象模型，采用面向对象的建模方法，列出对象的名称、属性、 方法、消息即操作；
[0053] (3)标识对象之间的关系;为了指明对象之间的交互，这一步要了解各对象内部的 行为及与其它对象间的联系；
[0054] (4)建立系统初始模型，通过使用00ΡΝ的语法进行说明、表示，建立初始的系统 00ΡΝ模型；
[0055] (5)对00ΡΝ初始模型进行优化，并与(2)