基于多目标的生化脱氮污水工艺操作优化

摘要

随着环保法规对脱氮除磷要求越来越严格，生物脱氮(BNR)工艺在污水处理厂得到广泛应用。对于复杂多变的BNR过程，仅仅依靠人的经验及传统技术难以满足愈来愈高的运行目标。本文针对生化脱氮工艺易受流量、负荷、温度等交化扰动，操作效率低，出水水质波动大及成本高问题，提出将定性描述的工艺目标转化为定量操作指标和约束条件的多目标优化问题，包括成本，质量和可靠性。根据BNR工艺特点，建立了初沉池、曝气池和二沉池流量平衡和质量平衡等式约束、出水水质排放的不等式约束和设备运行约束条件。使用非线性规划对多目标优化函数进行求解。最后采用单目标优化和多目标优化方法对沈阳北部污水处理厂A/O脱氮工艺进行了仿真研究。仿真结果表明：多目标优化能够弱化入水水质和水量对生产运行的扰动影响、合理控制曝气量、减少污泥排放量，从而降低了成本。