专利名称：一种污水处理过程模型参数校正方法
技术领域：
本发明涉及工程信息的技术领域，特别涉及一种污水处理过程模型参数校正方法。
背景技术：
随着国民经济的发展和国家对节能增效的重视，对污水处理企业运行效率要求越来越高，建立有效的模型去分析影响因素，调整运营工艺参数显得越来越重要。传统污水处理过程数学建模方法充分考虑了污水处理生化反应过程，是其本质现象的数学描述，而且许多大型污水仿真软件正是基于传统数学模型建模方法，这种方法建立起的数学模型便于理解和应用，其研究对于污水处理过程理论和应用的发展具有重要意义。但是对于传统数学建模方法也存在模型参数众多，校正困难的问题。国内外对于活性污泥系统这样的复杂非线性系统，参数校正有两种方法，一种是手动校正，一种是自动校正。手动校正耗时长且 结果重现性差。但是自动校正并非可以普遍使用，它要求先进的在线监测仪器和强大的数学工具来获取数据并计算修正模型参数，因此校正成本高昂，难以普遍推广。国外曾讨论使用界面响应法(RSM)进行参数校正。该方法是用于建立、改进、优化过程的统计学和数学技术的结合，较为繁琐，并未能得以推广应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种可以保证模型精度的同时，改善污水处理ASMl模型参数校正盲目性、建模效率低等缺陷的污水处理过程模型参数校正方法。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案本发明一种污水处理过程模型参数校正方法，包括下述步骤SI、通过现场调研获得模型工艺和入水、出水水质水量数据，然后建立基于ASMl的 Benchmark 平台；S2、根据模型参数灵敏度分析结果表中模型参数对应出水水质参数灵敏度的正负相关性选出使得模型输出水质数据趋近于实际出水水质数据的模型参数，然后根据其对需要调整的模型输出水质参数灵敏度大小依次调整其值使得静态模拟误差在15%以内；S3、依照步骤S2调整剩余模型参数使得动态模拟误差在20%以内，得到最终的校正模型。优选的，所述Benchmark平台模型的建立是参照国际水协会发布的Benchmark平台模型并将实际污水厂工艺状况修改其参数使之成为实际可用的模型。优选的，静态模拟是将某几个采样时间的入水水质水量数据分别输入Benchmark平台模型，获得模型对应时间的出水水质水量模拟数据。优选的，动态模拟是将一段时间连续的入水水质水量数据输入Benchmark平台模型，获得模型同一时间对应的出水水质水量模拟数据。
优选的，在步骤SI之前，采用扰动灵敏度分析法对分别对于14个动力学参数和5个化学计量参数人为加入扰动，得到稳态条件下ASMl模型输出水质组分及水质参数的灵敏度值作为模型校正的数据基础；灵敏度S计算公式=
权利要求
1.一种污水处理过程模型参数校正方法，其特征在于，包括下述步骤 51、通过现场调研获得模型工艺和入水、出水水质水量数据，然后建立基于ASMl的Benchmark 平台； 52、根据模型参数灵敏度分析结果表中模型参数对应出水水质参数灵敏度的正负相关性选出使得模型输出水质数据趋近于实际出水水质数据的模型参数，然后根据其对需要调整的模型输出水质参数灵敏度大小依次调整其值使得静态模拟误差在15%以内； 53、依照步骤S2调整剩余模型参数使得动态模拟误差在20%以内，得到最终的校正模型。
2.根据权利要求I所述的污水处理过程模型参数校正方法，其特征在于，所述Benchmark平台模型的建立是参照国际水协会发布的Benchmark平台模型并将实际污水厂工艺状况修改其参数使之成为实际可用的模型。
3.根据权利要求I所述的污水处理过程模型参数校正方法，其特征在于，静态模拟是将某几个采样时间的入水水质水量数据分别输入Benchmark平台模型，获得模型对应时间的出水水质水量模拟数据。
4.根据权利要求I所述的污水处理过程模型参数校正方法，其特征在于，动态模拟是将一段时间连续的入水水质水量数据输入Benchmark平台模型，获得模型同一时间对应的出水水质水量模拟数据。
5.根据权利要求I所述的污水处理过程模型参数校正方法，其特征在于，在步骤SI之前，采用扰动灵敏度分析法对分别对于14个动力学参数和5个化学计量参数人为加入扰动，得到稳态条件下ASMl模型输出水质组分及水质参数的灵敏度值作为模型校正的数据基础；
6.根据权利要求5所述的污水处理过程模型参数校正方法，其特征在于，所述14个动力学参数为异养菌最大比增长速率、异养菌半饱和系数、异养菌氧半饱和系数、反硝化菌的硝酸盐半饱和系数、异养菌的衰减系数、缺氧条件μ Η的校正因子、缺氧条件下水解校正因子、最大比水解速率、慢速可生物降解基质水解的半饱和系数、自养菌最大比增长速率、自养菌的氨半饱和系数、自养菌的氧半饱和系数、自养菌衰减系数以及氨化速率。
7.根据权利要求5所述的污水处理过程模型参数校正方法，其特征在于，五个化学计量参数为自养菌产率、异养菌产率、生物量中可转化为颗粒产物的比例、氮占生物量COD的比例、颗粒性衰减产物COD中氮的比例。
8.根据权利要求I所述的污水处理过程模型参数校正方法，其特征在于，所述SI中，水量数据包括入水流量、入水和出水化学需氧量、总氮量和氨氮量。
全文摘要
本发明公开了一种污水处理过程模型参数校正方法，包括下述步骤S1、通过现场调研获得模型工艺和入水、出水水质数据，然后建立基于ASM1的Benchmark平台；S2、根据模型参数灵敏度正负和大小依次调整其值使得静态模拟误差在15%以内；S3、依照步骤S2调整剩余模型参数使得动态模拟误差在20%以内，得到最终的校正模型。本发明可以通过简单手动调整主要参数来提高污水处理数学建模效率，改变了传统单纯依靠人工经验对模型参数调整的状况，对污水处理厂的升级改造具有重要意义。
文档编号G06F19/00GK102880794SQ201210344100
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者于广平, 苑明哲, 王磊, 王景杨 申请人:广州中国科学院沈阳自动化研究所分所