[发明专利]基于混合粒子天牛智能算法的污水处理优化控制方法

说明书

本发明涉及城市生活污水生化处理技术领域，具体涉及一种基于混合粒子天牛智能算法的污水处理优化控制方法，采用如下步骤：设计用于城市生活污水生化处理系统优化控制方法的多目标函数：设计用于好氧池中溶解氧浓度S_O、悬浮物浓度SS、厌氧池中硝态氮浓度S_NO以及污泥回流比r进行优化控制方法的多目标函数；多目标函数包括目标函数一F1、目标函数二F2、目标函数三F3；混合粒子天牛智能算法粒子优化计算；它基于混合粒子天牛智能优化算法的污水生化处理多目标优化控制方法，保证了污水生化处理系统的安全稳定运行，降低系统运行代价，具有较好的社会经济与生态环境效益，其研究成果具有良好的应用前景。

【技术领域】

本发明涉及城市生活污水生化处理技术领域，具体涉及一种基于混合粒子天牛智能算法的污水处理过程多目标优化控制方法。

【背景技术】

城市生活污水生化处理的目的是在保证出水水质符合国家规定排放标准，保证污水处理系统长期安全稳定运行，降低系统的运行能耗，提高处理后污水出水水质。然而在污水生化处理系统中，好氧池的溶解氧浓度、好氧池的悬浮物浓度、厌氧池的硝态氮浓度以及污泥回流比这几个关键过程变量之间关系复杂，存在高度耦合作用，难以有效确定其运行设定值，这些关键过程变量影响着污水处理系统的运行安全与效率。

随着我国城镇化步伐的加快，城市生活污水的排放量越来越大。近年来我国国政府也越来越重视水环境的污染问题，对污水生化处理系统的出水水质提出了越来越严格的要求，城市污水处理厂的增设、研究污水生化处理新技术旨在保证污水生化处理系统安全稳定运行，如不会发生微生物沉降、膨胀等风险问题，保证系统运行在较低的运行代价上，保证出水水质，如包括出水的化学需氧量COD、生化需氧量B0D、出水悬浮物浓度SS、总氮TN、氨氮NH3-N和总磷TP等达到规定的要求。

在污水生化处理系统的运行中，上述三部分，运行安全系数、运行代价和排放出水代价的支出占整个系统总支出的百分之八十以上。而且，这三部分的运行目标主要由关键的过程运行变量，如好氧池的溶解氧浓度、好氧池的悬浮物浓度、厌氧池的硝态氮浓度以及污泥回流比决定，而且多目标之间存在相互制约的关系。因此，同时针对这些关键过程变量进行优化是实现污水生化处理系统全流程控制的必要条件；研究新的优化控制方法，实现多目标的独立分析与计算，获得良好的污水生化处理系统关键过程变量设定值解集，确保污水生化处理系统的安全、稳定、有效和节能运行，已经成为污水生化处理系统亟需解决的问题，具有重要的现实意义。

【发明内容】

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供基于混合粒子天牛智能算法的污水处理优化控制方法，它基于混合粒子天牛智能优化算法的污水生化处理多目标优化控制方法，保证了污水生化处理系统的安全稳定运行，降低系统运行代价，具有较好的社会经济与生态环境效益，其研究成果具有良好的应用前景。

本发明所述的基于混合粒子天牛智能算法的污水处理优化控制方法，采用如下步骤：

步骤一：设计用于城市生活污水生化处理系统优化控制方法的多目标函数：设计用于好氧池中溶解氧浓度S_O、悬浮物浓度SS、厌氧池中硝态氮浓度S_NO以及污泥回流比r进行优化控制方法的多目标函数；多目标函数包括目标函数一F1、目标函数二F2、目标函数三F3；

步骤二:步骤一中的目标函数一F1：针对系统运行的代价方面；

目标函数一F1的函数式如下：

F₁＝γ_E(AE+PE)+γ_SPSP

上式中:AE表示曝气能耗；PE表示泵送能耗；SP表示剩余污泥处理费用；