基于細(xì)胞自動(dòng)機(jī)的污水處理過(guò)程動(dòng)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^(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的生化反應(yīng)過(guò)程，一方面，它利用活性污泥的吸附和生化氧化作用來(lái)分解去除廢水中的有機(jī)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(guò)程具有高度非線(xiàn)性、時(shí)變、不確定性和時(shí)滯等特點(diǎn)，因此模型的建立異常困難。為保證處理過(guò)程運(yùn)行良好和提高出水質(zhì)量，開(kāi)發(fā)精確、實(shí)用的動(dòng)態(tài)模型已成為國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者普遍關(guān)心的問(wèn)題。
　

2、　 細(xì)胞自動(dòng)機(jī)可以在微觀領(lǐng)域用簡(jiǎn)單的規(guī)則復(fù)現(xiàn)宏觀領(lǐng)域的復(fù)雜物理現(xiàn)象，能十分方便地展現(xiàn)出復(fù)雜現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)演變過(guò)程。利用細(xì)胞自動(dòng)機(jī)對(duì)活性污泥法的污水處理過(guò)程進(jìn)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(jī)理和脫氮特性，用細(xì)胞自動(dòng)機(jī)對(duì)活性污泥法污水處理中的凈化和脫氮過(guò)程進(jìn)行了可視化模擬，主要工作如下：
　　 1.在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，全面剖析了凈化機(jī)理和脫氮特性，提出了利用細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型來(lái)復(fù)現(xiàn)活

3、性污泥凈化廢水過(guò)程的研究方案。
　　 2.針對(duì)活性污泥的吸附、代謝和沉降過(guò)程，采用格子氣細(xì)胞自動(dòng)機(jī)演化規(guī)則進(jìn)行建模的思想，建立了污水凈化過(guò)程的二維、三維格子氣細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型；該模型反映出有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被微生物吸附代謝與沉降的過(guò)程，并通過(guò)與Eckenfelder模型進(jìn)行比較，驗(yàn)證了模型的有效性。
　　 3.在污水凈化過(guò)程的格子氣細(xì)胞自動(dòng)機(jī)模型基礎(chǔ)上，結(jié)合活性污泥脫氮的機(jī)理，首次提出了污水脫氮過(guò)程的二維格子氣細(xì)胞自動(dòng)機(jī)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(shí)際值進(jìn)行比較，證明了模型的有效性。
　　 4.基于VC++與OpenGL軟件開(kāi)發(fā)了污水凈化過(guò)程的三維可視化模擬軟件和污水整個(gè)處理流程的二維可視化模擬軟件，并初步實(shí)現(xiàn)了污水凈化過(guò)程和整個(gè)處理流程的動(dòng)態(tài)可視化模擬。
　　 基于細(xì)胞自動(dòng)機(jī)思想建立活性污泥法污水處理過(guò)程的凈化和脫氮模型，并開(kāi)發(fā)了污水凈化過(guò)程和整個(gè)處理流程的可視化模擬軟件，研究工作為復(fù)雜過(guò)程建模提供了