专利名称：一种污水处理工艺的优化方法
技术领域：
本发明属于废水生物处理技术领域，涉及一种污水处理Yo工艺的优化方法。
背景技术：
A2O工艺(亦称A-A-O工艺，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称 (生物脱氮除磷)，也称为厌氧-缺氧-好氧法)由于具有同时脱氮除磷的功能而成为目前城市污水处理厂广泛使用的废水生物处理工艺。由于AM工艺的出水水质和运行费用受到多个因素的影响，如内回流比、水力停留时间、污泥停留时间、曝气速率等，因此需要寻找优化的工艺运行条件，使在保证出水水质达标的同时又能降低运行费用。一般寻找最优条件的方法是设计一系列不同工艺运行条件的实验，通过实验获得不同工艺运行条件下Yo工艺的出水水质，然后通过优化方法获得Yo工艺的最佳运行条件。但是由于Yo工艺比较复杂，如果通过实验设计的方法获得最佳运行条件，需要消耗大量的时间和费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水处理A2O工艺的优化方法。本发明提供的污水处理A2O工艺的优化方法，包括如下步骤1)采用随机模拟的方法产生η个污水处理A2O工艺的运行条件；2)采用A2O工艺的活性污泥数学模型，得到步骤1)所得每个污水处理A2O工艺运行条件下的出水水质；3)将步骤1)所得运行条件和步骤2、所得出水水质之间的关系进行优化，得到所述污水处理A2O工艺的最佳运行条件。所述步骤1)中，由于通过一系列优化实验获得城市污水处理厂A2O工艺的最佳运行条件难以实现，因此采用计算机模拟的方法寻找最佳工艺运行条件。该步骤中，所述运行条件包括厌氧池的水力停留时间(HRT)、缺氧池的水力停留时间、好氧池的水力停留时间、 内回流比、好氧池氧传质系数和固体停留时间(SRT)。在所述随机模拟步骤中，可根据不同城市污水处理厂的实际处理能力设定上述运行条件的不同范围，以使优化后的运行条件在合理处理范围之内。所述步骤2、中，所述污水处理工艺的活性污泥数学模型为下述数学模型中的任意一种或下述任意一种数学模型修正后的数学模型活性污泥1号模型、活性污泥2号模型、活性污泥3号模型和活性污泥2d模型。上述四种模型均为常规活性污泥数学模型，参见 《活性污泥数学模型》，国际水协废水生物处理设计与运行数学模型课题组著，张亚雷，李咏梅译。在实际应用中，可根据具体处理的污水工艺的不同情况，对上述四种数学模型进行修正，各种常用的修正方法均适用于本发明。所述出水水质的检测指标包括出水COD值、NH4+ 的浓度、总氮(TN)的浓度和总磷(TP)的浓度。该步骤具体为将上述η个不同的工艺运行条件分别代入所用AM工艺的活性污泥数学模型，通过相应的数学模型获得不同工艺运行条件下YO工艺的出水水质。
所述步骤幻中，优化的方法包括如下步骤1)采用支持向量机建立所述步骤1)所得运行条件和步骤幻所得出水水质之间的关系，得到支持向量机模型；2)采用加速遗传算法优化所述支持向量机模型，得到所述污水处理AM工艺的最佳运行条件。所述步骤1)所得运行条件和所述步骤2、所得出水水质之间的关系为非线性函数关系；在支持向量机中，建立输入变量和输出变量之间的非线性函数关系为解决回归问题， 针对该AM工艺的优化方法，输入变量即为步骤1)所得运行条件，输出变量即为步骤2)所得出水水质。通过引入松弛变量ξ i和ξ Λ可将回归问题转化为式(1)
权利要求
1.一种优化的污水处理工艺，包括如下工艺运行条件好氧池氧传质系数为32/h，固体停留时间为15天，内回流比为2. 6，好氧池、厌氧池和缺氧池的水力停留时间分别为10. 8 小时、1. 5小时和2. 9小时。
2.支持向量机模型和加速遗传算法在污水处理工艺的优化方法中的应用。
3.一种污水处理YO工艺的优化方法，包括如下步骤1)采用随机模拟的方法产生η个污水处理A2O工艺的运行条件；2)采用YO工艺的活性污泥数学模型，得到步骤1)所得每个污水处理YO工艺运行条件下的出水水质；3)将步骤1)所得运行条件和步骤幻所得出水水质之间的关系进行优化，得到所述污水处理A2O工艺的最佳运行条件。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述步骤1)中，所述运行条件包括厌氧池的水力停留时间、缺氧池的水力停留时间、好氧池的水力停留时间、内回流比、好氧池氧传质系数和固体停留时间。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于所述步骤幻中，所述出水水质的检测指标包括出水COD值、NH4+的浓度、总氮的浓度和总磷的浓度。
6.根据权利要求3-5任一所述的方法，其特征在于所述步骤幻中，所述污水处理工艺的活性污泥数学模型为下述数学模型中的任意一种或下述任意一种数学模型修正后的数学模型活性污泥1号模型、活性污泥2号模型、活性污泥3号模型和活性污泥2d模型。
7.根据权利要求3-6任一所述的方法，其特征在于所述步骤幻优化的方法包括如下步骤1)采用支持向量机建立所述步骤1)所得运行条件和步骤幻所得出水水质之间的关系，得到支持向量机模型；2)采用加速遗传算法优化所述支持向量机模型，得到所述污水处理AM工艺的最佳运行条件。
全文摘要
本发明公开了一种城市污水处理厂污水处理工艺的优化方法。该方法，包括1)采用随机模拟的方法产生n个城市污水处理厂A2O工艺的运行条件；2)采用A2O工艺的活性污泥数学模型，模拟随机产生的n个工艺运行条件下的出水水质；3)采用支持向量机建立所述步骤1)所得运行条件和所述步骤2)所得出水水质之间的关系，得到支持向量机模型；4)采用加速遗传算法优化所述步骤3)所得支持向量机模型，获得所述污水处理工艺的最佳运行条件。该方法所得最佳的工艺运行条件降低了内回流比，同时缩短了缺氧池的水力停留时间，使得在满足出水水质的同时节约运行费用。
文档编号C02F3/30GK102249411SQ201110127239
公开日2011年11月23日 申请日期2011年5月17日 优先权日2011年5月17日
发明者俞汉青, 倪丙杰, 方芳, 盛国平 申请人:中国科学技术大学