基于細胞自動機的污水處理過程動態(tài)可視化模型研究.pdf

1、活性污泥法是目前使用的最廣泛的污水生物處理的方法?；诨钚晕勰喾ǖ奈鬯幚磉^程是一個復雜的生化反應過程，一方面，它利用活性污泥的吸附和生化氧化作用來分解去除廢水中的有機物質(zhì)，從而使廢水得到凈化；另一方面，它利用微生物的硝化和反硝化作用，去除廢水中的含氮物質(zhì)。該過程具有高度非線性、時變、不確定性和時滯等特點，因此模型的建立異常困難。為保證處理過程運行良好和提高出水質(zhì)量，開發(fā)精確、實用的動態(tài)模型已成為國內(nèi)外專家學者普遍關心的問題。
　

2、　 細胞自動機可以在微觀領域用簡單的規(guī)則復現(xiàn)宏觀領域的復雜物理現(xiàn)象，能十分方便地展現(xiàn)出復雜現(xiàn)象的動態(tài)演變過程。利用細胞自動機對活性污泥法的污水處理過程進行建模，可以從微觀角度直接反映出活性污泥法系統(tǒng)的表觀特征。借助活性污泥法的凈化機理和脫氮特性，用細胞自動機對活性污泥法污水處理中的凈化和脫氮過程進行了可視化模擬，主要工作如下：
　　 1.在總結前人研究成果的基礎上，全面剖析了凈化機理和脫氮特性，提出了利用細胞自動機模型來復現(xiàn)活

3、性污泥凈化廢水過程的研究方案。
　　 2.針對活性污泥的吸附、代謝和沉降過程，采用格子氣細胞自動機演化規(guī)則進行建模的思想，建立了污水凈化過程的二維、三維格子氣細胞自動機模型；該模型反映出有機物作為營養(yǎng)物質(zhì)被微生物吸附代謝與沉降的過程，并通過與Eckenfelder模型進行比較，驗證了模型的有效性。
　　 3.在污水凈化過程的格子氣細胞自動機模型基礎上，結合活性污泥脫氮的機理，首次提出了污水脫氮過程的二維格子氣細胞自動機模

4、型，該模型可以直觀反映出微生物的凈化特性和硝化反硝化特性，且與實際值進行比較，證明了模型的有效性。
　　 4.基于VC++與OpenGL軟件開發(fā)了污水凈化過程的三維可視化模擬軟件和污水整個處理流程的二維可視化模擬軟件，并初步實現(xiàn)了污水凈化過程和整個處理流程的動態(tài)可視化模擬。
　　 基于細胞自動機思想建立活性污泥法污水處理過程的凈化和脫氮模型，并開發(fā)了污水凈化過程和整個處理流程的可視化模擬軟件，研究工作為復雜過程建模提供了