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污水处理厂活性污泥单元的操作优化旨在保证出水最佳水质的同时,提高过程的运行效率和经济效益.本文在活性污泥系统机理模型基础上,选取进水流量、出水生物需氧量(BOD)和运行成本作为优化目标,建立基于过程的单目标和多目标非线性规划(NLP)模型,包括一个单目标NLP模型、二个双目标NLP模型和一个三目标NLP模型.通过单目标三层混合文化差分进化算法(3LM-CDE)和基于Pareto准则的多目标三层混合文化差分进化算法(MO-3LM-CDE)对以上模型进行求解,得到单目标问题的唯一最优解和多目标问题的一组非支配解集.计算结果表明,三目标问题模型对实际工况的考量更为周全,并且在过程效率、净化质量和经济效益方面均表现出了良好的优化效果.