文档介绍：摘要近年来,我国大力提倡节能降耗,要求对重大的耗能项目进行改制改建,鼓励和引导传统产业向新能源及低碳经济模式转变,污水处理厂作为重大能耗企业,降低能耗刻不容缓。据调查可知,目前国内采用活性污泥法的污水处理厂每年的曝气池鼓风机的用电量占该厂总能耗的%~%。据国内外发展现状看,国内的污水处理的具体能耗与国外差距较大,这是因为国内外污水处理厂的运行机制不相同存在差距,污水处理厂的鼓风机常常在满功率的情况下以保证出水指标来进行曝气池曝气,浪费电能。本文基于支持向量机的软测量方法和非线性预测控制,针对污水处理的鼓风机曝气控制系统进行改造研究,以达到降低能耗的作用。所做的工作主要包括:樯芸翁庋芯康谋尘耙约耙庖澹芙嵛鬯砉讨衅仄低晨刂萍际醯国内外发展现状。樯芸刂圃砗头椒ǎ晗覆瞿壳肮谖鬯沓Р扇〉恼攵怨姆缁节的两种控制方案,结合污水处理厂现有控制系统,介绍可应用的污水处理曝气控制方法。樯艹啥际信潘灸澄鬯沓У南肿矗晗阜治龉姆缙仄低车挠布组成,结合实际提出了改进的硬件方案,包括传感器,鼓风机,难≡衽渲谩樯苋聿饬吭砗头椒ǎ诓杉氖莶扇×烁慕闹С窒蛄炕椒ǘ溶解氧进行软测量,提高了预测的精准度,利于对鼓风机的正确调节。治鑫鬯淼腁模型,建立以溶解氧浓度为控制对象的非线性预测控制模型,并对该方法以及常用控制进行仿真对比,指出非线性预测控制法具有更大的优越性,有望实现对成都市排水公司某污水处理厂鼓风曝气系统精确控制和节能的目的。关键词:支持向量机,软测量,节能降耗,曝气池节能,预测控制
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污水处理厂电能消耗比例图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯控制系统原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.鹘诠绦Ч肌纯滞后数字蠢∠低晨刂苹芈贰鼓风机运行曲线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.曝气池自动控制系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..软测量模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.被测参数软测量过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..辅助变量类型选择原则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯进水化学需氧量的一年波动图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯预处理后得到的数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..数据归一化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.交叉验证法选取最佳参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.软测量数据显示界面⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..结合软测量的串级控制图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.中算法结果图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..纯滞后反馈系统控制回路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..带げ夤兰频拇恐秃蠓蠢∠低晨刂苹芈贰定值反馈调节系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.串级调节系统图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯成都市排水公司某污水处理厂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯污水处理工艺图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯曝气自动控制装置组成图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.检测模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯肷衔换涌刂仆肌利用测试数据对模型进行验证⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯聿饬緿朐际荻员韧肌聿饬緾数据与原始数据对比图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.结合软测量的曝气系统控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..串级模型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.与稀⑾录犊刂啤曝气池氧消耗过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.上级控制流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.中算法震荡图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图目录图
参数整定控制结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..刂平峁肌结合软测量的串级控制以及流量控制结果⋯⋯⋯⋯⋯..参数滚动控制结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯控制结果与串级控制结果对比图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图图目录
缩略词表英文缩写英文全称中文释义污水处理一号模型化学需氧量溶解氧经验风险跫线性预测控制浊度非线性模型预测控制可编程逻辑控制器序列间歇式活性污泥法结构风险悬浮固体支持向量机污泥指数支持向量回归机总氮总有机碳总磷.—!猅Ⅱ
第一章绪论课题研究背景及意义近年来国家大力提倡节能降耗,建设环境友好、资源节约型社会,污水处理厂作为重大耗能企业,降低能耗刻不容缓。尽管国家在污水处理厂上投资巨大,但效果并不理想。由于全国每年主要污染物排放量远远超过水环境自净能力,仅年全国废水排放总量就达到,据专家预测,中均污染程度全部超过了国家规定的标准。由于排放地点相对集中,已经对地表水甚至是地下水都产生了威胁【俊昊繁2考嗖獾夜抑氐慵嗫仄笠抵校家企业超标排污,约占监测总数近四成。中西部正成为污染大户集中的地区。污水处理厂也在黑名单中,家国家城镇污水处理厂中,%的污水处理厂全年部分和全部测次超标。报告显示污水处理厂排污超标严重:家国家的城镇污水处理厂中,%部分测次超标,%全部超标,总共约摇R恍┪鬯厂由于成本运行等问题,特别是由于曝气池等高耗能环节导致污水处理的成本巨大,当地政府不愿意继续投资,导致建了也不开工