基于ＰＣＡ模型的活性污泥吸附和沉降过程的仿真方法技术

基于ＰＣＡ模型的活性污泥吸附和沉降过程的仿真方法属于智能科学与环境工程学科领域。本发明专利技术涉及利用概率元胞自动机（ＰＣＡ）仿真实现活性污泥系统曝气池内污泥吸附和沉降的生化反应过程。该方法立足于人工生命系统，建立了活性污泥系统中相应的ＰＣＡ模型，利用概率元胞自动机规则设计了演化规则，并进行了演化实现。解决了现有的模型难以克服活性污泥系统的复杂性的问题，突破了传统的数学模型方法，直观刻画了活性污泥系统动态演化的特征。本发明专利技术主要是针对有机物的去除，对其进行分析利用，调整微生物的种类和数量可用于指导建立更精确的活性污泥吸附和沉降的模型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及曝气池内活性污泥吸附和沉降的生化反应过程的仿真实现， 尤其是基于概率元胞自动机(probability cellular automata,简称PCA)建立活性污泥系统曝气池内污泥吸附和沉降的生化反应模型并仿真实现，属于智能 科学与环境工程学科领域。
技术介绍
活性污泥法污水处理采用人工曝气的手段，使活性污泥均匀分散并悬浮 于曝气池中，和污水充分接触，在溶解氧的条件下，污泥中大量的细菌、真 菌、藻类、原生动物和后生动物以污水中的有机物为食料进行代谢和繁殖， 从而达到去除有机物的目的。在这一过程中，发生了复杂的生化反应，整个 活性污泥系统表现出多样性、随机性、不确定性、强非线性、大时变性等复 杂系统的特征，使得模型建立异常困难。目前活性污泥系统的模型可分为传统数学模型、智能模型以及混合模型。 传统的数学模型以国际水污染控制协会废水生物处理设计与运行数学模型课 题组提出的ASM系列模型为代表，这些模型含有严重的不确定性、时变、非 线性等因素，并且其中许多定量关系是由经验得到，未知参数多，不确定参 数在不同的环境呈现不确定变化。智能建模方法与经典数学建模方法相比并 非优越本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ＰＣＡ模型的活性污泥吸附和沉降过程的仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：１）首先要建立活性污泥系统中相应的ＰＣＡ初始模型，并初始化元胞状态；以Ｎ×Ｎ×Ｎ的立方体作为初始模型；其中，Ｎ为整数，代表一维上的格子个数；取其边界条件固定为零状态，属于虚拟格子，不发生演化；这样除去边界，状态空间上有（Ｎ－１）×（Ｎ－１）×（Ｎ－１）个格子均匀分布，每个格子代表一个元胞；元胞的状态一共有五种可能：元胞是空或者水分子，为０状态；该格子被邻居吸附小分子有机物的微生物占据，为１状态；有细菌生成，为２状态；该格子被邻居吸附大分子有机物的微生物占据，为３状态；有原生动物生成，为４状态；初始化每个元胞的状态：元胞...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乔俊飞，李荣，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]