一种活性污泥数学模型参数校核的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于活性污泥数学模型仿真技术领域，具体涉及一种活性污泥数学模型参 数校核的方法。
【背景技术】
[0002] IAWQ(InternationalAssociationonWaterQuality)先后推出了ASM1、ASM2、 ASM2d和ASM3等系列活性污泥数学模型，受到了污水处理工程界的广泛关注，目前已经成 为活性污泥处理工艺数学仿真、工艺设计、运行控制及优化的理论基石。
[0003] ASMs模型包含了大量的化学计量学参数和动力学参数，IAWQ给出了ASMs模型参 数的默认值，但实际污水厂应用中模型的参数值与默认值存在一定偏差，制约了活性污泥 数学模型运用的推广和发展，因此应用前必须对其参数进行校核。通过参数修正使模型的 计算值与实测值相符，这一过程被称为活性污泥数学模型参数的校核或校正。ASMs参数校 核主要有专家法、试验校正法、试差校正法、优化校正法等方法，其中应用最多的为试差校 正法。但这些方法在实际污水厂活性污泥数学模型校核时均存在费时又耗力、很难反应各 参数之间相互影响效应，且需获得足量的高质量数据才能取得满意结果等缺点。因此，提高 模型参数校核效率及减少工作量，是本领域内研宄人员急需解决的问题。而利用灵敏度分 析、参数识别和目标函数优化求解为一体的参数集校核方法不仅可提高模型的预测精度、 同时又减少模型参数校核的试验工作量、节约时间，具有潜在广阔的应用前景。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对现有模型参数校核时存在费时又耗力、很难反应各参数之 间相互影响效应，且需大量基础数据等问题，而提供一种试验工作量少、节约时间，且计算 精度高的活性污泥数学模型参数校核的方法。
[0005] 本发明活性污泥数学模型参数校核的方法，包括如下步骤：
[0006] (1)构建活性污泥数学模型及确定模型参数校核的基础数据：根据实际污水厂处 理工艺、主要设计参数、排放标准及处理要求的基本条件从已有系列活性污泥数学模型中 构建该厂的活性污泥数学模型；以污水厂为期2?12月的实际进水水量、进出水水质及工 艺参数作为模型参数校核的基础数据。
[0007] (2)筛选活性污泥数学模型需要校核的参数：对该活性污泥数学模型的动力学参 数和化学计量数进行灵敏度su的分析，从而确定模型需校核的参数；
[0008] 模型参数的灵敏度si;』是指参数xi变化（一般为± 10% )对系统状态变量y^勺 影响程度，计算如式（1-1):
【主权项】
1. 一种活性污泥数学模型参数校核的方法，其特征在于包括如下步骤： (1) 构建活性污泥数学模型及确定模型参数校核的基础数据：根据实际污水厂处理工 艺、主要设计参数、排放标准及处理要求的基本条件从已有系列活性污泥数学模型中构建 该厂的活性污泥数学模型；以污水厂一段时间的实际进水水量、进出水水质及工艺参数作 为模型参数校核的基础数据； (2) 筛选活性污泥数学模型需要校核的参数：对该活性污泥数学模型的动力学参数和 化学计量数进行灵敏度su的分析，从而确定模型需校核的参数； (3) 利用敏感性、共线性指数Yk和可识别程度P k计算方法对活性污泥数学模型 需要校核的参数集进行识别和排序分析，得到模型需要校核的参数集； (4) 采用模型出水的COD、NH4+-N、TN和TP这4个指标的加权误差平方和为目标函数对 参数集进行求解，得到校核后的模型参数集； (5) 将校核的模型参数集带入活性污泥数学模型进行动态检验，检验其参数校核是否 满足要求。
2. 根据权利要求1所述活性污泥数学模型参数校核的方法，其特征在于：步骤（1)中， 所述模型参数校核的基础数据的取样时间为2?12个月。
3. 根据权利要求1所述活性污泥数学模型参数校核的方法，其特征在于：步骤（2)中， 当灵敏度I Sul彡0.5时，模型所对应的参数可能需校核。
4. 根据权利要求1所述活性污泥数学模型参数校核的方法，其特征在于：步骤（3)中， 耦合了敏感性共线性指数yk和可识别程度P k的计算方法，从而得到了模型需要校 核的参数集；具体是，当yk大于9时，参数集共线性较好，参数集可识别性差，当P k大于 10时，参数集被认为可被识别。
5. 根据权利要求1所述活性污泥数学模型参数校核的方法，其特征在于：步骤（4)中， 利用Matlab软件编制相关的求解程序对目标函数的参数集进行求解，其结果就是该活性 污泥数学模型校核后的参数集；同时，目标函数的污染物种类可根据工艺目标、排放要求进 行调整。
【专利摘要】本发明公开了一种活性污泥数学模型参数校核的方法。本发明方法主要包括：(1)构建活性污泥数学模型及确定模型参数校核的基础数据；(2)筛选活性污泥数学模型需要校核的参数；(3)利用敏感性共线性指数γk和可识别程度ρk计算方法对活性污泥数学模型需要校核的参数集进行识别和排序分析；(4)采用模型出水的COD、NH4+-N、TN和TP这4个指标的加权误差平方和为目标函数对参数集进行求解，得到校核后的模型参数集；(5)将校核的模型参数集带入活性污泥数学模型进行动态检验，检验其参数校核是否满足要求。本发明方法所需工作量少、计算精度高、减少或避免参数相互影响问题，可广泛应用于各活性污泥处理工艺数学模型的参数校核。
【IPC分类】G06F17-50
【公开号】CN104615804
【申请号】CN201410778098
【发明人】邓仁健, 任伯帜
【申请人】湖南科技大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月15日