线性化厌氧一号模型在干式厌氧系统中的应用

厌氧消化已被广泛应用于能源回收和固体废物处理。由于厌氧工艺的复杂性,在工业领域很难实现厌氧消化的优化运行。因此,厌氧消化工艺的有效控制方法已成为热门研究领域。厌氧一号模型(ADM1)是最常用的厌氧消化过程控制模型,但是该模型在准确性和灵敏度上有所欠缺。通过生化过程速率计算方法线性化修改对ADM1进行优化,ADM1和线性化ADM1(LADM)均使用来自干式厌氧中试系统的输入数据,并进行测试评估。结果表明:LADM的性能与ADM1非常相似,模型预测结果的平均相对误差(MRE)为0.013。在Matlab软件平台上分别使用ODE45和ODE15s 2种方法进行计算,LADM的计算成本相比ADM1分别降低18%和15%。将LADM应用于中试规模干式厌氧消化系统的模型预测控制(MPC)。结果表明:LADM对沼气产量的预测性能非常准确,5个MPC阶段的模型预测输出结果和实际数值对比的MRE分别为3.8%、4.2%、5.2%、5.4%和6.4%。