[发明专利]一种基于有序聚类的污水处理控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种基于有序聚类的污水处理控制方法。

背景技术

随着我国城市污水处理设施建设的迅速发展，目前，我国至少已有3000座污水处理厂达到运行状态，城市污水处理能力得到了提升，缓解了我国转型发展中水环境污染的压力；但高能耗问题也随之凸显，污水处理行业已成为能源密集的行业之一，如何不断深入污水处理的可持续发展理念，降低污水处理过程中的能源消耗，成为污水处理领域密切关注的话题。因此，本发明的研究目的明确，研究成果具有广阔的应用前景。

国际水协会提供的基准仿真模型BSM1以国际水协会活性污泥1号模型为基础，是典型的前置反硝化活性污泥污水处理工艺(A/O工艺)。它利用活性污泥法，即在好氧池内悬浮的微生物群体的凝聚、吸附、氧化分解等作用下去除污水中的有机物。在废水和活性污泥接触初期，有机物被大量吸附，经水解后被微生物摄入体内进行氧化分解和同化作用。活性污泥法是利用异养菌以有机物为底物处理污水的，活性污泥中还有以氮、硫或其他化合物为底物的自养菌，如硝化细菌。在好氧池中，硝化菌从氧化反应中获得所需能量，从碱度中获得所需碳源，通过进行硝化反应将氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，后经混合液回流到缺氧池中，在没有溶解氧的条件下异养菌(反硝化细菌)利用有机物将亚硝酸盐或硝酸盐还原为氮气和水。污水经过5个生物反应池后在二沉池进行污泥沉淀，最上层可作为处理后的出水排入江河，最底层的污泥一部分作为剩余污泥可进一步处理，另一部分回流到第一个反应池可被重复利用。

污水处理厂消耗的能源除去生产药剂产生的间接能耗，主要的能耗来自于电耗，约占污水厂总能耗的60%～90%，故降低污水处理厂能耗的关键在于降低电耗。电能的消耗主要来自两个方面—提升单元（水泵）和生化反应单元（鼓风曝气系统），即内外回流量和好氧池曝气量。但在实际的运行管理中，污泥外回流量的改变容易影响二沉池的运行状态，造成水力扰动，导致出水水质恶化，因此污泥外回流量通常维持在一个恒定的水平，不作为控制量。

综上所述，如何根据入水水质水量的变化合理地动态优化溶解氧浓度SO₅和SNO₂浓度的设定值，是实现节能降耗的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于有序聚类的污水处理控制方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于有序聚类的污水处理控制方法，包含以下顺序的步骤：

S1.确定优化问题的目标函数及约束条件：目标函数为