氧化溝工藝污水處理廠優(yōu)化與綜合評價

林 琳

（文登創(chuàng)業(yè)水務(wù)有限公司 山東威海 264400）

引言

我國水資源短缺問題較為嚴(yán)重，根據(jù)水利部門分布的狀況顯示，截止2018 年底，我國水資源總量為27960 億立方米，人均水資源不足世界平均水平，在北方以及東部地區(qū)中水資源匱乏問題顯著。

1 城市污水廠處理建設(shè)基本情況

根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，在2017 年我國排放廢水總量699.7 億噸左右，在2018 年用水量增加，廢水量也呈現(xiàn)增加趨勢。在廢水排放中工業(yè)廢水為總體排放量的26%左右，城鎮(zhèn)生活污水為整體的74%左右，城鎮(zhèn)生活污水是污水排放的主要來源。

雖然現(xiàn)階段，我國城鎮(zhèn)污水處理率高達(dá)93.8%，但是僅有45%的省份污水處理率高于全國平均水平，約有50%的污水廠負(fù)荷率高于全國水平，部分地區(qū)拉高了我國污水處理效率我國城市污水廠處理建設(shè)還是存在一些問題、我國污水處理市場具有較為顯著的地區(qū)差異，根據(jù)我國污水建設(shè)發(fā)展現(xiàn)狀，分析管網(wǎng)收集狀況，分析污水處理運(yùn)營狀況，探究合理的城市污水廠處理途徑與手段，具有重要的價值與意義。

2 城市污水處理廠優(yōu)化途徑

2.1 智能算法在污水處理領(lǐng)域運(yùn)用

智能控制主要就是模糊控制技術(shù)手段、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及專家學(xué)習(xí)等技術(shù)手段。

第一，模糊控制系統(tǒng)中具有良好的知識抽取與表達(dá)作用，適合處理模糊性或者定性的知識，但是其自學(xué)習(xí)以及自適應(yīng)能力不足。第二，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)則可以直接在樣本中進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過構(gòu)建BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及RBF 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行污水指標(biāo)測量分析，為活性污泥法的實(shí)時控制提供了重要的理論支持，有利于增強(qiáng)污水處理系統(tǒng)的可靠性，達(dá)到節(jié)約能耗的目的。第三，專家學(xué)習(xí)系統(tǒng)就是通過專家系統(tǒng)理論以及技術(shù)通過控制理論方法有效融合，模仿專家職能實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的合理控制。

在今后的發(fā)展過程中控制理論以及技術(shù)會逐漸深入，通過將不同的方法有效整合，可以取長補(bǔ)短，凸顯各自的優(yōu)勢形成全新的控制系統(tǒng)。在污水處理氧化溝工藝污水處理廠優(yōu)化與綜合評價中應(yīng)用效果顯著。

2.2 其他算法在污水處理廠的運(yùn)用

污水處理廠優(yōu)化決策是一種通過模擬仿真軟件、各種自動控制算法進(jìn)行污水廠評價與優(yōu)化的有效手段，在城市污水處理廠的優(yōu)化設(shè)計中也可以應(yīng)用其他評價以及優(yōu)化理論參數(shù)。

2.2.1 實(shí)物期權(quán)分析法

是一種在投資領(lǐng)域中衡量投資方案產(chǎn)生的現(xiàn)金流量創(chuàng)造的利潤，在分析城市住宅增長之后需要的最佳新增污水廠面積優(yōu)化中，住房數(shù)量與經(jīng)濟(jì)增長率之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性。二者的相關(guān)性越強(qiáng)則新增的污水處理廠的面積則就會越小。

2.2.2 層次灰關(guān)聯(lián)分析法

通過模擬線性回歸方法對污水處理廠的不確定性進(jìn)行分析與建模處理，可以解決在不同環(huán)境之下污水處理廠的費(fèi)用值預(yù)測分析，通過灰色模型以及遺傳算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測，可以了解誤差，通過改變輸入?yún)?shù)可以發(fā)現(xiàn)利用改變酸堿度的方式可以達(dá)到優(yōu)化污水廠出水效果的目的。

一些學(xué)者聯(lián)合應(yīng)用共層析分析以及灰色關(guān)聯(lián)分析法，通過層次灰關(guān)聯(lián)分析法篩選污水處理工藝方案，可以解決復(fù)雜的決策性問題。

2.2.3 綜合性評價

綜合性評價可以對污水處理廠的實(shí)際處理效果、總費(fèi)用、周邊環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等各種因素進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過自動控制算法以及自控算法的有效融合，可以分析其實(shí)際影響。

3 評價方法

3.1 平均速度評價法

在氧化溝中，多數(shù)的水流會受到曝氣機(jī)的葉輪旋轉(zhuǎn)推力作用影響，在溝壁以及隔墻導(dǎo)流、反射等不同方向水流的相互影響之下，通過特定的流速，根據(jù)某種主流方向進(jìn)行流動。

因?yàn)槿~輪邊緣位置預(yù)氧化構(gòu)中的間隔距離相對較大導(dǎo)致氧化溝的直流段平均速度相對較小，而中間隔離池壁的阻擋作用相對較小，導(dǎo)致葉輪強(qiáng)制渦輪之間的強(qiáng)度范圍相對較大，這樣其產(chǎn)生的阻力也相對較小，多數(shù)的水流會隨著葉片轉(zhuǎn)動呈現(xiàn)一種軸向環(huán)流狀態(tài)。而少數(shù)的水流則就會呈現(xiàn)著渦輪徑向流動狀態(tài)。也葉輪的邊緣以及中間的隔墻距離不斷增加過程中，葉輪周圍會形成一種逐漸減少的軸向環(huán)流。逐漸增大的徑向流狀態(tài)，對污水具有一定的推流作用，則有利于污水干燒主方向進(jìn)行運(yùn)動。

3.2 層次分析法綜合評價

層次分析法是一種多目標(biāo)、多準(zhǔn)則的決策方式，此種方式可以實(shí)現(xiàn)將量化困難定性問題的分析，在數(shù)學(xué)運(yùn)算的基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)定量化分析，可以實(shí)現(xiàn)將定量、定性混雜吻額頭的有效整合，形成統(tǒng)一的整體性綜合分析。

AHP 就是將與決策相關(guān)的各個系統(tǒng)因素分解形成目標(biāo)、效果以及指標(biāo)三個層次內(nèi)容，在此基礎(chǔ)之上對其進(jìn)行定性以及定量分析，通過少量的定量信息實(shí)現(xiàn)決策思維過程數(shù)學(xué)化處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)、多準(zhǔn)則以及無結(jié)構(gòu)性的一種相對較為復(fù)雜的決策簡單化處理。

結(jié)語

氧化溝工藝中水流是決定污水處理效果的關(guān)鍵，探究氧化溝工藝污水處理廠的優(yōu)化工藝與綜合評價模式，可以為氧化溝工藝污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行提供理論基礎(chǔ)。