当前位置:  首页 科学 详情

【模型工具】基于时间序列分析的污水处理厂入流水质模型

发布来源:互联网    发布时间:2021-02-24 07:33

第一单位:Section Sanitary Engineering, Department of Water Management, Delft University of Technology

期刊:Water

时间:2017年

导读

污水处理厂(Wastewater treatment plants,WWTP)模型在水厂设计、运行和控制中均有重要作用,而生成水厂入流水质数据是建模不可或缺的环节。但受限于对机理过程(如沉积物的输送)的认识不足和管网数据的匮乏,机理和经验的生成方式均有其固有局限性。本文采用时间序列分析方法来刻画水厂入流水质动态变化的过程。

案例水厂位于荷兰城市Eindhoven,服务人口75万。受纳水体Dommel河水质没有达到欧盟标准,亟需构建水厂模型以改善水质(概化如图1所示)

【模型工具】基于时间序列分析的污水处理厂入流水质模型(图1)

图1 案例水厂入流概化图

该研究在上图标有“A”的位点处监测入流水质(TSS、COD等)和水量,时间间隔分别为2分钟和1分钟。监测数据用于入流水质生成模型的率定与验证。该生成模型将水厂入流划分为四个阶段:旱季(Dry Weather Flow, DWF)雨季开始(onset)稀释(dilution)和恢复(recovery)各阶段入流水质分别建模(如图2所示)

【模型工具】基于时间序列分析的污水处理厂入流水质模型(图2)

图2 水厂入流阶段示意

DWF阶段,入流水质按照由10天监测数据平均得到的旱季模式生成。雨季三个阶段分别由经验方程表示(形式为二次函数、指数函数等)这些经验方程的参数(如稀释系数、恢复系数等)根据监测数据进行率定。同时需要输入监测的流量数据。不同阶段切换的判据为水厂集水井的液位、流量等,判断阈值是模型参数,也需要率定。

文章采用DREAM算法,通过马尔可夫链对参数进行采样,确定了两种水质模型,即COD模型和氨氮模型的相关参数。研究发现,对于COD模型,模型参数在大雨和中雨下有明显差异,而氨氮模型则趋同。模型验证结果(以氨氮为例)如下图所示:

【模型工具】基于时间序列分析的污水处理厂入流水质模型(图3)

图3 入流水质验证结果

由图可知,模型结果和监测数据间整体具有良好的一致性,但旱季阶段模拟值偏高,反映出旱季水质存在波动,而雨季动态变化过程拟合较好。

本文构建的入流水质模型实质为多个经验模型的组合,其特点是将入流过程划分为不同阶段,并分别概化。在案例区域,该方法具有良好的表现,初步证实了其可行性。由于结构简单,该模型可以较为方便地应用到污水处理厂的建模。但在迁移到其他污水厂时,还需进一步验证水质变化过程是否符合研究所归纳的特点。

本文相关词条概念解析:

入流

入流梵文Srataapanna(须陀洹)的旧译。小乘四果的第一果。谓初入圣人之流。《金刚经·一相无相分》:“须陀洹,名为入流,而无所入,不入色声香味触法,是名须陀洹。”后多指紧跟时流,或列入流品。如《南齐书·王僧虔传》:“谢灵运书乃不论,遇其合时,亦得入流。”也指加入某个行列。如鲁迅《南腔北调·题记》:“真的,我不会说绵软的苏白,不会打响亮的京腔,不入调,不入流,实在是南腔北调。”

相关资讯

相关推荐

  • 确实可以说吊打友商千元机,除了拥有旗舰基本充电速度,喜欢屏幕指纹

    确实可以说吊打友商千元机,除了拥有旗舰基本充电速度,喜欢屏幕指纹

    一直以来,千元机都是很多用户购机首选,不少用户宁愿一年一换千元机,也不买四五千元以上的旗舰机用三年。前几年,千元机的配置确实一般般,但是近年来千元机各方面进步十分明显,有些配置甚至媲美到旗舰机了,比如

    04-15
  • 专访唐杰,超大模型势在必行,悟道,发布,迎接基于模型的

    专访唐杰,超大模型势在必行,悟道,发布,迎接基于模型的

    唐杰认为,超大规模预训练模型的出现,很可能改变信息产业格局,继基于数据的互联网时代、基于算力的云计算时代之后,接下来可能将进入基于模型的 AI 时代。智源研究院致力于成为这样一个时代的引领者,集聚各方

    03-30
  • 科创海H5版本全新上线啦,技术需求对接

    科创海H5版本全新上线啦,技术需求对接

    科创海H5版本全新上线啦!针对企业存在的以下问题,科创海都能一一为您解决。不知道企业适合哪些项目?遇到技术难题无法得解决?企业的创新能力不过关怎么办?如何知道企业的创新指数?企业可以参加那些创新活动?

    04-15
  • 百度如流图片搜索功能,提高工作效率

    百度如流图片搜索功能,提高工作效率

    开会时领导突然要一份资料,迟迟拿不出;隐约记得某个工作群中发过某张图,想要搜索却无从下手;刚进公司,需要跨部门协助却不知该找谁…这些不起眼却充斥着“打工人”日常的“小确丧”无形中打乱了工作节奏、拖垮了

    04-15
  • 微信公众号留言改版,既然相亲现场都安排好了

    微信公众号留言改版,既然相亲现场都安排好了

    而用户是不能直接回复用户的,无奈没办法,就只能重新“开楼”讨论。就出现了各种大型事故,例如这样的:小丑竟是我自己??例如这样:读者之间互相回复现在我们读者之间也可以直接回复了,惊不惊喜,意不意外~啊!

    04-15
  • 大型企业推进数字换转型

    大型企业推进数字换转型

    数字化转型涉及领域广、人员多、周期长。即便制定了正确的原则,推进起来也很容易走偏。下面这些问题,现实中都是很容易出现的:l我们强调全员参与。但是,大家知道自己做什么吗?l我们强调一把手工程。但是,一把

    04-15

网友评论