【摘 要】
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污水处理过程是一个高度复杂的非线性过程,出水水质参数检测难以达到实时性,并且实际生产过程存在严重的能耗损失。针对上述问题,论文在完成赣州某污水处理厂控制系统开发的同时,引入智能算法优化策略以预测关键水质参数、降低运行能耗、保障出水水质。针对水质检测滞后问题,论文将进水水质中的重要参数作为特征变量,利用支持向量回归机（SVR）对出水总氮和出水化学需氧量预测。通过改进萤火虫算法（GNFA）对SVR的惩
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污水处理过程是一个高度复杂的非线性过程,出水水质参数检测难以达到实时性,并且实际生产过程存在严重的能耗损失。针对上述问题,论文在完成赣州某污水处理厂控制系统开发的同时,引入智能算法优化策略以预测关键水质参数、降低运行能耗、保障出水水质。针对水质检测滞后问题,论文将进水水质中的重要参数作为特征变量,利用支持向量回归机（SVR）对出水总氮和出水化学需氧量预测。通过改进萤火虫算法（GNFA）对SVR的惩罚因子和核参数寻优,建立GNFA-SVR出水水质预测模型。仿真表明,与FA-SVR和LFA-SVR预测模型相比,GNFA-SVR预测模型加快了参数寻优收敛速度、提高了出水水质预测精度。为平衡出水水质和能耗间的关系,提出多目标优化算法进行控制的优化。针对经典的NSGA-II多目标优化算法容易过早收敛,全局寻优不佳,论文通过优化交叉算子来改进NSGA-II算法。改进NSGA-II算法将能耗和出水水质作为优化目标,溶解氧浓度（DO）和硝态氮浓度（NO）的设定值作为决策变量。仿真表明,在满足水质达标前提下,相比改进前恒定设定值控制策略,设定值动态调整的优化控制降低了能耗。结合污水处理工艺要求和实际生产管理需要,设计一套基于三层网络结构的污水处理控制系统。在完成网络架构、硬件配置、硬件组态、关键设备控制方案设计、上位机监控组态的基础上,利用OPC通信技术建立MATLAB与Wincc间的信息交互,为水质预测研究和污水处理的优化控制提供了有效途径,并将优化策略应用于污水处理控制系统中。现场投运效果表明,优化控制策略不仅降低运行能耗,同时满足污水处理厂出水水质达标要求。
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