松花江流域水环境BOD-DO模拟及参数分析

为了准确模拟、预测和评价松花江流域河流水环境系统行为,利用O'Connor水质模型建立了松花江河段BOD-DO之间的响应关系.通过水团追踪监测试验方法获得了大量数据,识别模型参数、灵敏度分析和模型验证.结果表明:试验确定的松花江佳木斯段模型参数取值合理,其精度可以满足水质模拟的要求;对佳木斯段BOD-DO模型参数进行了温度参数修正;参数灵敏性分析显示:大气复氧系数和NBOD衰减系数对模型预测结果影响较大,CBOD耗氧系数次之,NBOD总衰减速率和CBOD总衰减速率灵敏度最低.松花江佳木斯江段的实测结果证明了BOD-DO模型和相应参数的有效性和可靠性.

SBR恒定曝气量好氧硝化过程动态DO模拟：参数估计及其可靠性评价

提出了一种全新的针对初值常微分方程组系统的全局最优化(遗传算法)结合局部最优化(拟牛顿法)实现参数的鲁棒、快速估计的算法。利用该算法,对所建两步硝化模型中过程溶解氧(dissolved oxygen,DO)的动态变化成功实现了参数估计,相关度达到了0.9955。采用基于Fisher信息矩阵和直接搜索获得的参数置信区间相比较的方法实现了对估计结果的可靠性分析,结果表明采用该方法大部分参数可实现可靠估计,只有少数两个参数可实现估计却不可靠,为动力学系统的参数估计结果提出了一个全新的检验方法。DO模拟结果可以作为软测量手段,对过程中易生物降解COD、氨氮、亚硝态氮、硝态氮的全程变化情况提供充足的过程信息。

SBR恒曝气量好氧硝化过程动态DO模拟:模型辨识与K_La确定

通过简化活性污泥法1号模型(activated sludge model No.1,ASM1)建立两步硝化反应的数学模型,实现了对序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)恒曝气量好氧过程中溶解氧(dissolved oxygen,DO)动态变化过程的数学模拟,模型辨识科学地区分了可以直接取值的参数包括产率系数、DO饱和常数(或底物饱和常数)和需要重新估计的参数。采用文献推荐参数值模拟了过程中主要状态变量的动力学过程,模拟结果呈现出了多个DO平台,这与实际反应结果数据相符,验证了所建模型的正确性。优化实验设计,获取了典型SBR恒曝气好氧硝化过程动态DO数据,通过理论分析和对数据进行二阶微分处理提出了确定总氧传递系数KLa和相对饱和溶解氧SeOq的简单方法,为后续参数估计奠定了基础。