[发明专利]一种基于知识选择的污水处理过程多目标优化控制方法

说明书

一种基于知识选择的污水处理过程多目标优化控制方法属于污水处理领域。为了满足污水处理过程出水水质达标，同时降低能耗的目标，本发明采用基于知识选择的多目标粒子群优化算法对硝态氮SNO浓度和溶解氧SO浓度进行优化，并使用PID控制器对硝态氮SNO浓度和溶解氧SO浓度进行跟踪控制，解决了污水处理过程中出水水质难以达标以及能耗高的问题，有利于污水处理过程高效稳定运行。

技术领域

本发明涉及一种基于知识选择的污水处理过程多目标优化控制方法，首先，采用基于知识选择的多目标粒子群优化算法对污水处理过程中溶解氧S_O和硝态氮S_NO浓度进行优化，以提高污水处理出水水质并降低能耗，然后，使用PID控制器对溶解氧S_O和硝态氮S_NO浓度进行跟踪控制，最终实现污水处理过程的优化控制，本发明不仅可以实现污水处理过程中出水水质达标，保证污水处理厂的高效运行，而且可以降低污水处理能耗，节约污水处理成本，具有实际的应用价值。

背景技术

污水处理过程通过人工培养的微生物对污水中的污染物进行吸附、分解、氧化等一系列生化反应过程，将污水中的污染物去除，并将处理过后的水体排出。污水处理过程对水资源保护，水资源重复利用以及水环境可持续发展都具有非常重要的意义。

污水处理过程的生化反应过程复杂，具有非线性、强耦合等特点，导致污水处理过程较难优化和控制。另外，污水处理过程需要在保证出水水质的前提下，尽量降低能耗，以节约成本，然而，由于出水水质和能耗具有互相冲突且相互耦合的关系，因此，如何在复杂的污水处理过程中，保证出水水质的同时降低能耗，是一个亟待解决的问题。针对这个问题，污水处理过程优化控制应运而生，在实际污水处理过程中溶解氧S_O和硝态氮S_NO浓度对出水水质和能耗都具有重要影响，因此，获得合适的溶解氧S_O和硝态氮S_NO的浓度优化设定值，是提高水质和降低能耗的前提和保证，然而，在溶解氧S_O和硝态氮S_NO的优化过程中，一些优化算法仅使用当前迭代过程产生的信息进行寻优，存在一定的不客观性，因此，设计合理的优化控制方法来进行污水处理优化控制，不仅可以实现污水处理过程出水水质的达标排放，同时降低能耗，节约资源和成本，而且，对污水处理过程的安全稳定运行起到了重要的作用。

本发明涉及了一种基于知识选择的污水处理过程优化控制方法，主要通过基于知识选择的多目标粒子群算法获得溶解氧S_O和硝态氮S_NO浓度的优化设定值，并利用PID控制方法实现溶解氧S_O和硝态氮S_NO浓度的控制。

发明内容

本发明采用了如下的技术方案及实现步骤：

1.一种基于知识选择的污水处理过程多目标优化控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将与污水处理出水水质和能耗相关的变量：二级处理过程厌氧末段硝态氮S_NO和好氧末段溶解氧S_O、出水混合固体悬浮物MLSS、出水氨氮S_NH，作为输入变量；

(2)使用径向基核函数，分别建立污水处理出水水质模型和能耗模型：