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AO工艺城市污水生化处理过程建模与优化控制研究
随着城市化进程的加快和人口的增长，城市污水的处理成为一个关注的焦点。而生化处理工艺由于具有高效、安全、可靠、经济等优点，成为城市污水处理的主要方法之一。AO工艺是一种生物膜法工艺，主要通过活性污泥膜的形成和维持，对污水进行生化处理。本文将探讨AO工艺的城市污水生化处理过程建模和优化控制研究，以提高处理效率和减少污染物的排放。
一、AO工艺的基本原理
AO工艺分为两个阶段，即有氧阶段和厌氧阶段。有氧阶段主要是利用一定的反应器容器控制培养好的活性污泥，将污水中的有机污染物利用氧化分解成无机物，主要是将有机物分解成碳酸盐和水等。厌氧阶段则是在缺氧状态下，通过反应器的容器控制来控制和培养好的厌氧菌将无机物质利用还原成有机物质，主要是还原硝酸盐和硝酸菌等。
二、城市污水生化处理过程建模
1、AO工艺的反应器过程
AO工艺反应器模型比较复杂，主要是包含有氧区和厌氧区两个区域，在其中增加了氨化区，这就导致了反应器的氮循环，并且不同的区域有不同的菌族群，那么如何处理反应器过程模型呢？可以建立反应器的质量守恒原理和动力学方程，这样就可以建立起AO反应器的数学模型，并根据模型寻求实际反应器的控制策略。
2、基于模型的控制策略
采用基于模型的控制策略，便是通过数学模型分析反应器过程，通过对污水流量、污染物浓度等输入和输出变量进行分析和建模。然后建立控制策略，以达到优化处理突发和不确定性事件等情况时的水质指标。基于模型的控制策略可以提高反应器的处理效率和水质指标，同时也可以降低了运营成本。
三、优化控制策略
1、前馈控制
前馈控制是一种预测控制方式，可以通过对输入变量的变化进行预测，然后进行相应的控制，以达到优化处理效果的目的。对于AO工艺来说，针对不同污染物的输入变化，可以设置预测模型，然后进行前馈控制，进一步提高反应器的处理效率。
2、反馈控制
反馈控制是一种实时控制方式，主要是通过反馈变量来控制输出变量，以实现优化处理效果的目的。在AO工艺中，可以采用基于模型的反馈控制策略，即通过反馈变量进行实时控制输出变量，以达到理想的处理效果。
总之，AO工艺的城市污水生化处理过程建模和优化控制研究，可以有效提高反应器的处理效率和水质指标，同时也可以降低处理成本。这对于城市化进程的保护环境和生态环境有非常重要的作用。