污水处理厂的控制集成模型预测控制欲模糊理论

【摘要】：由于生活和人口增长的上升水平。能源和清洁水源源的需求正在不断增加显著。为了满足清洁水这样的要求,污水处理厂是其回收和处理废水显著构建。然而,一个巨大的能量消耗,以使下最佳性能运行肯定一个污水处理厂。美国美国每年花费56十亿度电用于污水处理厂的运行。大型能源使用的影响导致大量释放的温室气体排放到空气中,有4500万吨的二氧化碳。这是由污水处理厂产生的不稳定的污水排放也危及了特别是对水生生态环境。例如,氮气流出物是富营养化的原因之一。在水中的氮大规模水平导致减少对水生生态系统中的溶解氧水平,并威胁到水生生物的生命。因此,有必要稳定污水处理厂的流出物以较少的能量消耗。这可能潜在地通过控制在规定的电平的硝酸盐和溶解氧浓度来实现。本研究提出涉及PID控制,MPC(模型预测控制)和模糊控制相结合的控制策略。所涉及的模糊PID控制器的目的是控制在第二缺氧室中的硝酸盐水平。PID,MPC和模糊的组合是保持溶解氧在第三曝气池。这提供了基准仿真模型与1号默认控制策略的比较已经被执行作为一个比较研究。14天的模拟已被执行。通过实施所提出的控制策略,氮和氨流出减少了1.76%和1.25%。所提出的控制策略,还能够减少总能源消耗由2027千瓦时(1.63%)和1574k WH(1.2%)处理的碳除。对于处理碳此外,所提出的控制策略需要比碳默认控制策略的量也少。它节省的碳添加量0.9立方公尺(9.78%)。该控制策略已取得成功,以提高出水水平较低的能源消耗。 【关键词】：WWTP FUZZY PID FUZZY
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• CHAPTER 1 INTRODUCTION12-16
• 1.1 Background12-15
• 1.1.1 Problem Statement13-14
• 1.1.2 Research Objectives14-15
• 1.2 Delimitations15-16
• CHAPTER 2 LITERATURE REVIEW16-24
• 2.1 Overview of wastewater treatment plant16-20
• 2.1.1 Activated sludge process17-18
• 2.1.2 Nitrogen Removal18-20
• 2.2 Previous control strategies20-22
• 2.3 Sub conclusion22-24
• CHAPTER 3 METHODOLOGY24-33
• 3.1 Analysis method24
• 3.2 Proposed control strategy24-29
• 3.2.1 Analysis of default control strategy24-27
• 3.2.2 Model predictive control27-28
• 3.2.3 Fuzzy control28-29
• 3.3 Simulation method29-33
• CHAPTER 4 RESULT33-38
• 4.1 Performance and effluent quality comparison33-34
• 4.2 The simulation results34-38
• CHAPTER 5 DISCUSSION38-54
• 5.1 Dissolved oxygen controller38-42
• 5.2 The nitrate controller42-45
• 5.3 Carbon flow controller45-48
• 5.4 Performance evaluations48-54
• CHAPTER 6 CONCLUSIONS54-55
• 6.1 The results54
• 6.2 The future developement54-55
• REFERENCES55-59
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果59-60
• Acknowledgements60-61
• 附件61

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