反应器理论在水处理中的应用

付美林

1 HSY算法在水质模型参数识别中的应用

1.1 HSY 算法主要步骤[1，2］

1)确定参数可能取值的空间，即确定参数取值的上限和下限以及空间统计分布状态;2)根据已有数据和模拟的要求，将模拟的结果划分为可接受和不可接受两种类型[3］;3)对参数在取值空间进行随机采样，用采样的参数进行系统模拟;4)根据这组模拟的结果把参数进行归类，分别对应于2)中的两种划分方案;5)重复3)和4)，直到找到要求数量的可以接受的参数为止。

HSY算法摒弃了逼近实际观测值单一时间变化曲线的优化方法识别模型参数的理念，而以一个可接受域代表系统的发生。HSY算法识别的参数不是一个单点，而是由大量“可行”参数形成的集合。

1.2 南水北调工程水质模型与模拟

南水北调工程水质模拟采用了连续箱式模型(CSTR)，它是由若干个完全混合的箱体串联而成的一维模型。即把河道分成若干连续的段，在段内划分箱子，在每一段内模型参数认为保持不变，在每一个箱内水质是完全混合的。

在CSTR模型中，每个箱子的输入主要包括上游来水、支流汇入、非点源、点源，输出包括下游箱子的出流、支流出流、下渗等(见图1)。

本试验采用2000年9月中的3 d数据进行参数识别，而用1994年～1999年及2000年12月的数据对模型的参数进行检验(来自水利部淮河水利委员会对调水沿线专门进行监测的水质数据)。

1.3 参数识别结果

以南水北调工程东线宝应—高邮段为例，运用HSY算法对CODMn的降解常数参数识别结果如图2所示。……