基于遺傳算法優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在污水處理中的研究與應(yīng)用

【摘要】：活性污泥法處理污水的工藝過(guò)程中曝氣階段是耗能最高的過(guò)程,所以對(duì)曝氣過(guò)程的節(jié)能研究是降低污水廠能耗的首要選擇?；钚晕勰嗵幚矸ǖ脑砑蠢梦鬯勰嘀懈街奈⑸镌谏娴男玛惔x過(guò)程中,將水中的有機(jī)污染物分解為無(wú)機(jī)物后排出。而曝氣環(huán)節(jié)即是通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)對(duì)生物池中進(jìn)行送風(fēng)供氧,以滿足微生物的存活需求和新陳代謝需氧,微生物依靠這些溶解氧將污水中的有機(jī)物分解為無(wú)機(jī)物排出。 在污水處理過(guò)程中利用自動(dòng)控制系統(tǒng)控制曝氣量的多少。根據(jù)理論分析和閱讀參考文獻(xiàn)可知,溶解氧濃度的控制過(guò)程是很復(fù)雜的非線性過(guò)程,比較難通過(guò)建立精確的數(shù)學(xué)模型的方式反應(yīng)其機(jī)理過(guò)程。一般的污水處理廠是將溶解氧濃度維持在2mg/L左右,這是根據(jù)多年實(shí)際操作所得到的經(jīng)驗(yàn)值。水中溶解氧濃度的高低由鼓風(fēng)量決定,而鼓風(fēng)量的大小直接決定著耗能的多少。若曝氣量過(guò)多,水中溶解氧過(guò)剩,能耗必然上升。所以建立根據(jù)水質(zhì)的變化能動(dòng)態(tài)變化的溶解氧濃度控制系統(tǒng)是節(jié)能的關(guān)鍵。以往的PID控制方式或模糊控制都在很大程度上依賴于由在線儀表測(cè)量得到的各種水質(zhì)參數(shù),通過(guò)這些參數(shù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)溶解氧濃度。然后實(shí)際污水廠的工作環(huán)境復(fù)雜,且大部分儀表都常年暴露在外部,儀表極易發(fā)生損壞,導(dǎo)致參數(shù)測(cè)量不準(zhǔn)確,甚至測(cè)量不到數(shù)據(jù)。本文所研究的污水廠測(cè)量?jī)x表大都由國(guó)外采購(gòu),當(dāng)儀表?yè)p壞時(shí),其維修周期長(zhǎng),修理難度大,嚴(yán)重影響到污水廠的正常運(yùn)行。所以過(guò)度依賴儀表來(lái)控制溶解氧濃度 本文建立RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟測(cè)量預(yù)測(cè)模型,使得溶解氧的控制不會(huì)過(guò)分依賴測(cè)量?jī)x表。根據(jù)污水部分進(jìn)水水質(zhì)參數(shù)預(yù)測(cè)生物池中所需溶解氧的濃度。利用遺傳算法對(duì)該模型進(jìn)行權(quán)值優(yōu)化,使預(yù)測(cè)更加精確。仿真實(shí)驗(yàn)證明優(yōu)化過(guò)的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)效果比傳統(tǒng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)效果更準(zhǔn)確,更穩(wěn)定。得到了溶解氧預(yù)測(cè)值,再利用溶解氧濃度與鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的關(guān)系,得到風(fēng)量值,通過(guò)PLC控制鼓風(fēng)機(jī)閥門(mén)開(kāi)度最終實(shí)現(xiàn)精確曝氣。用預(yù)測(cè)溶解氧模型的方法可以減少控制系統(tǒng)對(duì)儀表的依賴,系統(tǒng)能更加穩(wěn)定的控制溶解氧濃度,提高處理效率,并且在排水水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的前提下,實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。 【關(guān)鍵詞】：污水處理 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 軟測(cè)量 遺傳算法
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：X703;TP18
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及來(lái)源10-11
• 1.1.1 課題背景10
• 1.1.2 課題來(lái)源10-11
• 1.2 污水處理工藝流程11-14
• 1.2.1 污水水質(zhì)指標(biāo)11
• 1.2.2 活性污泥處理法11-14
• 1.2.3 活性污泥法數(shù)學(xué)模型14
• 1.3 溶解氧控制的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.1 國(guó)外溶解氧控制技術(shù)15
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)溶解氧控制技術(shù)15
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容和本文結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第2章 污水處理廠自動(dòng)控制系統(tǒng)17-31
• 2.1 全場(chǎng)控制系統(tǒng)17-18
• 2.2 中控室18
• 2.3 現(xiàn)場(chǎng)控制站18-19
• 2.4 可編程控制器19-24
• 2.4.1 Logix 5000編程軟件19-21
• 2.4.2 粗格柵控制功能實(shí)現(xiàn)21-22
• 2.4.3 進(jìn)水泵房的控制22-23
• 2.4.4 細(xì)格柵和沉砂池控制23-24
• 2.4.5 鼓風(fēng)機(jī)房和二沉池控制24
• 2.4.6 污泥脫水機(jī)房?jī)?nèi)控制24
• 2.5 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)24-30
• 2.5.1 組態(tài)軟件24-25
• 2.5.2 ForceControl簡(jiǎn)介25-26
• 2.5.3 上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能26-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的建立31-43
• 3.1 傳統(tǒng)曝氣控制方式31
• 3.2 精確曝氣控制方式31-34
• 3.2.1 模糊控制方式33-34
• 3.2.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方式34
• 3.3 軟測(cè)量模型34-38
• 3.3.1 軟測(cè)量介紹34-37
• 3.3.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)37-38
• 3.4 預(yù)測(cè)溶解氧模型38-41
• 3.4.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理39
• 3.4.2 RBF模型的學(xué)習(xí)規(guī)則39-41
• 3.4.3 RBF模型的輸出規(guī)則41
• 3.5 RBF的缺點(diǎn)以及存在的問(wèn)題41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 基于遺傳算法優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型43-50
• 4.1 遺傳算法介紹43-44
• 4.2 遺傳算法優(yōu)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)44-46
• 4.2.1 編碼44
• 4.2.2 適應(yīng)度函數(shù)44-45
• 4.2.3 選擇45
• 4.2.4 交叉45-46
• 4.2.5 變異46
• 4.3 軟測(cè)量模型仿真結(jié)果46-47
• 4.4 GA優(yōu)化的RBF模型的仿真結(jié)果47-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第5章 精確曝氣系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施50-61
• 5.1 現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案50-51
• 5.2 現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)實(shí)施調(diào)試過(guò)程51-56
• 5.3 自控系統(tǒng)通訊56-57
• 5.4 實(shí)施效果57-60
• 5.5 本章小結(jié)60-61
• 第6章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 總結(jié)61-62
• 6.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 致謝68-69
• 作者攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文69

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻(xiàn)來(lái)了解更多相關(guān)內(nèi)容

城市污水廠污泥的處理處置與綜合利用    王雅婷;

關(guān)于氧化溝法污水處理的運(yùn)行淺析    張建軍,張會(huì)良

一種改進(jìn)的K均值聚類算法    孟佳娜;鄧?yán)?于玉海;唐品忠;

活性污泥法動(dòng)力學(xué)模型研究進(jìn)展和展望    盧培利,張代鈞,劉穎,王飛

工業(yè)污水處理自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀研究    沈文浩;寧利;

模糊控制技術(shù)在污水處理曝氣系統(tǒng)的應(yīng)用    王維賀;

倒置A~2/O工藝的原理與特點(diǎn)研究    張波,高廷耀

倒置AAO工藝的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與運(yùn)行參數(shù)    傅鋼,董濱,周增炎,高廷耀

杭州七格污水處理廠三期工程工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)分析    郭紅峰;楊捷;王卿;

活性污泥數(shù)學(xué)模型的研究應(yīng)用進(jìn)展與問(wèn)題討論    李茹瑩,季民,任智勇,胡振苓,馬文杰

生物脫氮除磷新技術(shù)研究進(jìn)展    楊少武;王曉青;楊順生;

A/O作為前處理工藝處理生活污水研究    李曉東;張巍;晁雷;代秀蘭;郎咸明;

自動(dòng)控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用    高峰;何昌軍;楊順生;

化學(xué)混凝/倒置A~2/O工藝處理豬場(chǎng)廢水試驗(yàn)研究    于皓;程麗娜;

倒置A~2/O工藝出水指標(biāo)預(yù)測(cè)和評(píng)價(jià)方法的研究    林海;張薇薇;甘一萍;常江;郝二成;

含氨氮廢水生物脫氮新工藝    全學(xué)軍,蕭燦,楊麗華,張麗杰

造紙廠SBR污水處理過(guò)程仿真應(yīng)用研究    龍周;沈文浩;陳小泉;

SBR的反硝化吸磷脫氮現(xiàn)象研究    羅寧,羅固源,吉芳英,許曉毅

A~2/O工藝污水處理工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)及施工改進(jìn)    劉唯;吳黎明;

SBR法處理工業(yè)廢水中污泥濃度對(duì)有機(jī)物降解速率的影響    李秀瑋,李世明,彭永臻

宣鋼焦化廠污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)    郝冬梅;

城市污水COD組分劃分、測(cè)試與標(biāo)準(zhǔn)化表征    張代鈞;盧培利;

溶解氧對(duì)短程硝化反硝化倒置A~2/O工藝脫氮效果的影響    王斯坦;付巍巍;

改進(jìn)A~2/O工藝的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展    吳若愚;李勇;陳宇;

倒置A~2/O工藝處理城市低碳源合流污水    張碩;鄒偉國(guó);張辰;

城市污水處理廠設(shè)計(jì)與運(yùn)行的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)及建議    何宏勝;馮生華;倪夢(mèng)賢;

A2/O工藝污水處理工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)及施工改進(jìn)    吳黎明;

長(zhǎng)春市北郊污水處理廠工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)及啟動(dòng)運(yùn)行    王軍祥;尹軍;趙可;王建輝;

江南污水處理廠倒置式A~2/O工藝的脫氮除磷分析    嚴(yán)文靜;

并行A~2/O工藝與倒置A~2/O工藝運(yùn)行性能對(duì)比研究    張渝;王潔瓊;趙劍強(qiáng);陳龍;李杰;

污水生化處理的智能建模與優(yōu)化控制策略應(yīng)用研究    楊紅

預(yù)處理后剩余污泥中溫兩相厭氧消化效能研究    李廣

智能化控制SBBR處理城市污水脫氮除磷性能和微生物學(xué)研究    金云霄

基于免疫算法的污水處理系統(tǒng)預(yù)測(cè)及優(yōu)化控制研究    葉洪濤

制漿造紙廢水生物處理過(guò)程建模與控制    康家玉

三溝式氧化溝工藝數(shù)值模擬與優(yōu)化運(yùn)行研究    楊躍

工業(yè)綜合廢水深度處理與污水廠工藝升級(jí)改造研究    林齊

螺旋升流式SUFR-UCT系統(tǒng)脫氮除磷試驗(yàn)研究    張園

溫度與碳源對(duì)生物除磷系統(tǒng)中PAO和GAO影響及除磷效能研究    姜濤

微波輔助熱解污泥機(jī)理與試驗(yàn)研究    林群慧

A~2/O、倒置A~2/O和前置缺氧A~2/O工藝處理城市污水比較研究    侯亞輝

UCT工藝脫氮除磷運(yùn)行優(yōu)化試驗(yàn)與研究    郭姣

無(wú)外加碳源條件下剩余富磷污泥厭氧釋磷機(jī)理研究    張強(qiáng)

KMTS處理生活污水工程的脫氮除磷研究    張麗紅

綿陽(yáng)塘汛污水處理廠自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究    鄧光明

活性污泥數(shù)學(xué)模型在濟(jì)南水質(zhì)凈化二廠工藝優(yōu)化改造中的模擬研究    蘇強(qiáng)

活性污泥系統(tǒng)仿真與控制軟件（ASSSC）開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用研究    錢(qián)蘇雯

城市污水處理廠A~2/O工藝調(diào)試和運(yùn)行    紀(jì)潤(rùn)花

缺氧—厭氧反硝化/產(chǎn)甲烷工藝實(shí)驗(yàn)研究與動(dòng)力學(xué)分析    宋佳萍

污水處理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其軟測(cè)量的研究    徐方舟

活性污泥模型NO.1及“SSSP程序”在中國(guó)污水廠適用性的初步探討    汪慧貞,曹秀芹

支持向量機(jī)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合軟測(cè)量SBR污水處理中COD的方法    張杰;張建秋;馮輝;雷中方;胡波;

中國(guó)造紙工業(yè)2009年度報(bào)告    

OPC技術(shù)在污水處理控制系統(tǒng)中應(yīng)用    楊艷民;王學(xué)俊;楊林;

自適應(yīng)模糊控制和PCC在污水處理控制系統(tǒng)中的應(yīng)用    王樹(shù)東;閆媛媛;王紅波;畢作文;

農(nóng)村生活污水處理技術(shù)探討    蘇東輝,鄭正,王勇,羅興章,吳文繼

農(nóng)村生活污水分散式處理系統(tǒng)與實(shí)用技術(shù)研究    李海明;

分散式農(nóng)村生活污水處理技術(shù)    梁嘉晉;董申偉;

廢水生物處理過(guò)程的結(jié)構(gòu)化模型    黃勇,楊銓大,王寶貞

倒置A~2/O工藝的原理與特點(diǎn)研究    張波,高廷耀

超導(dǎo)磁分離污水處理系統(tǒng)中納米磁種子材料的制備和表征    張浩;黃榮進(jìn);蔡方碩;徐向東;李來(lái)風(fēng);

偉統(tǒng)活性污泥過(guò)程及其生物脫氮除磷改造的動(dòng)力學(xué)模擬研究    盧培利

基于相關(guān)性的數(shù)據(jù)流聚類及其應(yīng)用研究    史金成

活性污泥法需氧量計(jì)算方法的比較    吳華明;涂敏;

A~2/O工藝DO的空間分布及控制品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)研究    張榮兵;文洋;鮑海鵬;范岳峰;馬剛;

生物濾池工藝處理污水廠惡臭氣體    何厚波;鄭金偉;金彤;奉桂紅;

6.5億元 紹興污水處理實(shí)現(xiàn)自控    劉梅

四川宜賓開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理工程    

“微生物技術(shù)”處理城鎮(zhèn)污水在克拉瑪依的實(shí)踐    李慧敏;呂勝哲;

美國(guó)洛杉磯亥佰龍污水處理廠介紹    張文華,孫大群

強(qiáng)化反硝化除磷對(duì)A~2O工藝微生物種群變化的影響    吳昌永;彭永臻;王淑瑩;任南琪;萬(wàn)春黎;

水爆清砂污水處理    祝步升;

某廠合成氨裝置國(guó)內(nèi)配套污水處理小結(jié)    王文穎;

中國(guó)水業(yè)創(chuàng)新問(wèn)題雜談    甄建偉;

城市污水處理系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一些問(wèn)題    黃鷗;

ZnAl-LDH的合成及應(yīng)用于污水處理    杜尚豐;陳運(yùn)法;梁云;

四川天華化工股份有限公司γ-丁內(nèi)酯系列產(chǎn)品項(xiàng)目污水處理達(dá)標(biāo)排放    韓小清;

充氣水力旋流器在污水處理中的研究及應(yīng)用進(jìn)展    劉洪敏;郭紹輝;閆光緒;

我國(guó)水資源污染治理的技術(shù)策略    王寶貞;

環(huán)流塔式曝氣石化廢水處理過(guò)程的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)仿真研究    陳篩林;李飛;范軼;丁富新;

淺議UNITANK技術(shù)在中小城市污水處理中的應(yīng)用    楊波;陳蘭;

污水處理和固廢處理行業(yè)臭氣治理技術(shù)及其應(yīng)用    彭弘;

關(guān)于我國(guó)農(nóng)村生活污水治理對(duì)策的研究    王軍;王淑燕;鄭飛;翟帆;

昆明污水廠獲國(guó)家殊榮 滇投污水處理全國(guó)領(lǐng)先    阿勇

南昌申請(qǐng)?jiān)圏c(diǎn)：分散式治污破題    本報(bào)記者 賈海峰

我市污水處理體系日臻完善    俊康　楊峰

“環(huán)保品牌”推動(dòng)園區(qū)治污    本報(bào)記者 陳實(shí)

污水處理:節(jié)水治污一舉兩得    

湖水加工能直飲 污水處理能養(yǎng)魚(yú)    本報(bào)記者 肖辛

標(biāo)準(zhǔn)“滲入”循環(huán)經(jīng)濟(jì) 污水處理變廢為寶    記者 楊飛　通訊員 閆盛霆

本市污水處理跨越式發(fā)展    記者 張翰軒

污水處理有望得到國(guó)家支持    記者 張錦

“巖東排水”為何得“寵”    本報(bào)記者 傅之庭 通訊員 徐良軍

北京郊區(qū)旅游型小村鎮(zhèn)污水處理研究    葛靜茹

農(nóng)村分散式污水處理模式系統(tǒng)及應(yīng)用研究    崔育倩

基于RBF網(wǎng)絡(luò)的北方溫室溫濕度控制機(jī)理的研究    趙斌

重慶市城鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)碳排放研究    張成

進(jìn)化RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器研究    薛富強(qiáng)

RBF配點(diǎn)法在多層介質(zhì)熱傳導(dǎo)反問(wèn)題中的應(yīng)用研究    呂士欽

污水處理人工快速滲濾系統(tǒng)研究    張金炳

金剛石薄膜電極的電化學(xué)特性及其在污水處理中的應(yīng)用研究    李學(xué)敏

固定化藻類去除污水中氮磷及其機(jī)理的研究    邢麗貞

基于BP和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的木材缺陷檢測(cè)研究    牟洪波

我國(guó)污水處理行業(yè)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)模式探討    黨超

污水處理中的COD模糊控制系統(tǒng)的研究    謝源

倒置A~2/O工藝城市污水處理控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    張萬(wàn)賓

農(nóng)村生活污水與垃圾處理工藝研究    王芳

基于遺傳算法優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在污水處理中的研究與應(yīng)用    叢露露

西安市袁樂(lè)村污水處理廠可行性研究    鄭寧

中國(guó)城市污水處理行業(yè)經(jīng)濟(jì)與管理政策的研究    李壯

渤南油田水質(zhì)處理技術(shù)研究    陳君

中國(guó)西部小城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)指南研究    侯繼燕

污水處理中溶解氧模糊控制的研究    歐林林