[发明专利]一种基于NSGA-Ⅲ的废水好氧生化处理工艺的优化控制方法

权利要求书

1.一种基于NSGA-Ⅲ的废水好氧生化处理工艺的优化控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)以反应池体积、反应池传质系数、混合液回流量、污泥回流量、剩余污泥排放量作为决策变量，并分别对决策变量设置约束条件；

(2)以出水超标指数、运行能耗、反应池总体积、最后一个好氧池的出水污泥浓度作为目标函数，并设置约束条件；

(3)设置种群数量、迭代次数、交叉概率、变异概率，并采用Das和Dennis提出的方法在M维的超平面上面生成一定数量的均匀分布的参考点，或者自定义一组参考点；

(4)多目标优化模型和仿真模型之间的参数传递；

(5)模型初始化，以步骤(1)中设置的决策变量的约束条件作为标准，生成一定种群数量的决策变量数组，然后将决策变量数组作为仿真模型的输入，计算初始种群每个个体的适应度值；

(6)基于约束-支配原则进行非支配排序；

(7)算法循环，并设置t＝1,锦标赛选择，产生父代种群F1；

(8)对父代种群F1进行遗传操作，产生子代种群F2，再对F2进行遗传操作，产生子代种群F2’；

(9)合并种群F2和F2’，将通过遗传操作得到的种群与种群F合并，得到种群规模为4F的种群F’；

(10)对F’进行重叠解的筛选，选出F’中的重叠解，并对其进行遗传操作，完成以后重新放入种群F’中，其中该重叠解是指步骤(2)的目标函数和步骤(1)的决策变量的值都相同；

(11)基于参考点的选择操作，并设置t＝t+1；

(12)判断是否达到最大的迭代次数，如果不是，则重复步骤8-12,如果达到最大迭代次数，则算法终止；

(13)从得到的Pareto解集中选择合适的解。

2.根据权利要求1所述的一种基于NSGA-Ⅲ的废水好氧生化处理工艺的优化控制方法，其特征在于，步骤(1)中所述的决策变量的约束条件在设置的时候，选择约束范围较广的并与出水水质和运行能耗密切相关的变量作为决策变量。

3.根据权利要求1所述的一种基于NSGA-Ⅲ的废水好氧生化处理工艺的优化控制方法，其特征在于，步骤(2)中所述的各项目标函数以及其约束条件具体为：

目标函数：

(a)出水超标指数：

PEV＝(((COD_Cr-COD_Cr,c)/COD_Cr,c)>0).*((COD_Cr-COD_Cr,c)/COD_Cr,c)+(((TSS-TSS,c)/TSS,c)>0).*((TSS-TSS,c)/TSS,c)+(((BOD₅-BOD₅,c)/BOD5,c)>0).*((BOD₅-BOD₅,c)/BOD₅,c)+(((Ntol-Ntol,c)/Ntol,c)>0).*((Ntol-Ntol,c)/Ntol,c)+(((Snh,c-Snh,c)/Snh,c)>0).*((Snh-Snh,c)/Snh,c)；

其中：(A>0).*(A)表示当A取大于零的时候A＝A，当A取小于零的时候A＝0.COD_Cr化学需氧量，BOD₅便是生物需氧量，S_nh表示出生氨氮，N_tol表示总氮，TSS表示污泥浓度，下表“，c”表示该组份的约束条件；

(b)反应池总体积：

V_tol＝V₁+V₂+……V_M

其中M为反应池的个数；

(c)运行能耗：

运行能耗(OCI)主要包括：泵的能耗(PE)、污泥处置能耗(SP)、和风机能耗(AE)，其计算公式如下：

OCI＝AE+PE+SP；

(d)反应池出水污泥浓度的约束条件：

第一，出水水质的平均值要优于原始运行策略；

第二，运行能耗要减少x％。