藻類吸收水體氮磷的P系統(tǒng)建模與仿真
發(fā)布時(shí)間:2022-01-23 06:50
改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,越發(fā)擴(kuò)大的工業(yè)和農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生了大量的污水排入江河湖泊中,水污染的加重使得中國(guó)本就缺乏的水資源愈發(fā)緊張。對(duì)水污染的治理研究已經(jīng)成為我國(guó)需要重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。目前,主要有物理法、化學(xué)法和生物法三種污水處理方法。其中生物法因?yàn)槠淞己玫奈鬯幚硇Ч偷土某杀径艿綇V泛使用,藻類是一種新型的可以高效去除水體中氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的水生生物,因其成本低廉、去除效果好、可回收藻類二次利用等特點(diǎn)而被廣泛關(guān)注。藻類去除氮磷的效果受到多種外界環(huán)境的影響,比如光照、溫度、氮磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度等,為了使藻類去除氮磷的效果達(dá)到最大化,需要建立一個(gè)能夠有效模擬藻類吸收水體氮磷內(nèi)部機(jī)制和宏觀表現(xiàn)的模型,本文利用P系統(tǒng)和Gillespie算法建立一個(gè)藻類吸收水體氮磷的P系統(tǒng)模型,模型考慮了光照強(qiáng)度和溫度對(duì)藻類去除氮磷效果的影響。論文首先建立了一個(gè)描述藻類生長(zhǎng)的隨機(jī)P系統(tǒng)模型,并進(jìn)行了為期11天的藻類培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),固定光照為330μmol·m-2·s-1,溫度為28℃,收集藻類在這11天內(nèi)的濃度變化數(shù)據(jù),利用該組數(shù)據(jù)的一部分通過(guò)遺傳算法對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行率定,然后利用MATLAB的高速計(jì)算能力仿真實(shí)...
【文章來(lái)源】:廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:56 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
藻類培養(yǎng)箱與YSIEX02多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀
Fig3-2?6B-2000?multi?parameter?fast?measuring?instrument?for?water?quality(life)?and?6B-30?type??intelligent?digestion?instrument?with?double?temperature?zone(right)??3.?3.?2實(shí)驗(yàn)結(jié)果??根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從宏觀表現(xiàn)來(lái)看,培養(yǎng)初期水體呈淺綠色,說(shuō)明此時(shí)??藻類濃度還較低,隨著時(shí)間的推移,水體顏色逐漸加深,藻類濃度逐漸升高,而且可以??很明顯的觀察到,在培養(yǎng)初期的1-3天,顏色加深速度較慢,此時(shí)藻類生長(zhǎng)處于延滯期;??在培養(yǎng)的4-8天,水體顏色加深速率較快,說(shuō)明藻類濃度開(kāi)始顯著上升,藻類生長(zhǎng)處于??對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期;進(jìn)入培養(yǎng)的第9天,水體顏色逐漸趨于穩(wěn)定,藻類濃度不再上升,藻類生??長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定期。將收集到的藻類生長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,得到如圖3-3所示的藻類生長(zhǎng)曲線。??由圖3-2可知藻類在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的整體趨勢(shì)符合3.3.1節(jié)所述的Logistic曲線,在??一些時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)了濃度下降的情況,這是因?yàn)橐惶斓墓庹諘r(shí)間為12個(gè)小時(shí),在20:?00??至第二天8:?00這段時(shí)間內(nèi),藻類沒(méi)有接受光照,不能吸收光照能量進(jìn)行光合作用,導(dǎo)??致藻類無(wú)法生長(zhǎng)與繁殖,甚至?xí)霈F(xiàn)死亡,故而產(chǎn)生藻類濃度下降的情況,綜上所述,??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]概率膜系統(tǒng)在大熊貓種群數(shù)據(jù)建模中的應(yīng)用[J]. 黃志偉,張葛祥,齊敦武,榮海娜,MARIO J.Pérez-Jiménez,LUIS Valencia-Cabrera. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2017(08)
[2]光照強(qiáng)度對(duì)顫藻、小球藻、銅綠微囊藻的生長(zhǎng)影響[J]. 黃亮,鄔長(zhǎng)福,董余,王先云,李闖銘,黎雷,陳亮. 凈水技術(shù). 2016(04)
[3]一種基于膜計(jì)算的遺傳算法圖像分割方法[J]. 謝佩軍. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2015(04)
[4]基于膜計(jì)算的蝙蝠算法在云計(jì)算資源調(diào)度的研究[J]. 寧彬,谷瓊,吳釗,袁磊,胡春陽(yáng). 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2015(03)
[5]問(wèn)題驅(qū)動(dòng)膜計(jì)算模型的自主演化設(shè)計(jì)與建模機(jī)制[J]. 張葛祥. 學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài). 2014 (03)
[6]藻類在水體脫氮除磷中的作用及其資源化利用[J]. 劉曉晨,李振輪,謝德體. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2014(03)
[7]我國(guó)水污染現(xiàn)狀[J]. 許嘉寧,陳燕. 廣東化工. 2014(03)
[8]光照對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)速率的影響[J]. 李永強(qiáng),陳清香,師文慶,熊正燁,李思東,李高榮,凌旭煒. 激光生物學(xué)報(bào). 2014(01)
[9]2種微藻去除氮、磷能力的比較[J]. 鄧祥元,丁婉婉,樊玲波,靡慧. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[10]基于膜計(jì)算的生物系統(tǒng)建模方法[J]. 孔元,陳智華,徐金榜. 數(shù)學(xué)建模及其應(yīng)用. 2013(Z2)
博士論文
[1]膜計(jì)算優(yōu)化方法研究[D]. 黃亮.浙江大學(xué) 2007
[2]固定化藻類去除污水中氮磷及其機(jī)理的研究[D]. 邢麗貞.西安建筑科技大學(xué) 2005
碩士論文
[1]可滿足性問(wèn)題的改進(jìn)型類組織P系統(tǒng)的求解研究[D]. 葛平平.安徽理工大學(xué) 2015
[2]利用藻類去除P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)研究[D]. 華迪.西南交通大學(xué) 2008
本文編號(hào):3603825
【文章來(lái)源】:廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:56 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
藻類培養(yǎng)箱與YSIEX02多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀
Fig3-2?6B-2000?multi?parameter?fast?measuring?instrument?for?water?quality(life)?and?6B-30?type??intelligent?digestion?instrument?with?double?temperature?zone(right)??3.?3.?2實(shí)驗(yàn)結(jié)果??根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),從宏觀表現(xiàn)來(lái)看,培養(yǎng)初期水體呈淺綠色,說(shuō)明此時(shí)??藻類濃度還較低,隨著時(shí)間的推移,水體顏色逐漸加深,藻類濃度逐漸升高,而且可以??很明顯的觀察到,在培養(yǎng)初期的1-3天,顏色加深速度較慢,此時(shí)藻類生長(zhǎng)處于延滯期;??在培養(yǎng)的4-8天,水體顏色加深速率較快,說(shuō)明藻類濃度開(kāi)始顯著上升,藻類生長(zhǎng)處于??對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期;進(jìn)入培養(yǎng)的第9天,水體顏色逐漸趨于穩(wěn)定,藻類濃度不再上升,藻類生??長(zhǎng)進(jìn)入穩(wěn)定期。將收集到的藻類生長(zhǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,得到如圖3-3所示的藻類生長(zhǎng)曲線。??由圖3-2可知藻類在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)的整體趨勢(shì)符合3.3.1節(jié)所述的Logistic曲線,在??一些時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)了濃度下降的情況,這是因?yàn)橐惶斓墓庹諘r(shí)間為12個(gè)小時(shí),在20:?00??至第二天8:?00這段時(shí)間內(nèi),藻類沒(méi)有接受光照,不能吸收光照能量進(jìn)行光合作用,導(dǎo)??致藻類無(wú)法生長(zhǎng)與繁殖,甚至?xí)霈F(xiàn)死亡,故而產(chǎn)生藻類濃度下降的情況,綜上所述,??
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【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]概率膜系統(tǒng)在大熊貓種群數(shù)據(jù)建模中的應(yīng)用[J]. 黃志偉,張葛祥,齊敦武,榮海娜,MARIO J.Pérez-Jiménez,LUIS Valencia-Cabrera. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用. 2017(08)
[2]光照強(qiáng)度對(duì)顫藻、小球藻、銅綠微囊藻的生長(zhǎng)影響[J]. 黃亮,鄔長(zhǎng)福,董余,王先云,李闖銘,黎雷,陳亮. 凈水技術(shù). 2016(04)
[3]一種基于膜計(jì)算的遺傳算法圖像分割方法[J]. 謝佩軍. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī). 2015(04)
[4]基于膜計(jì)算的蝙蝠算法在云計(jì)算資源調(diào)度的研究[J]. 寧彬,谷瓊,吳釗,袁磊,胡春陽(yáng). 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2015(03)
[5]問(wèn)題驅(qū)動(dòng)膜計(jì)算模型的自主演化設(shè)計(jì)與建模機(jī)制[J]. 張葛祥. 學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài). 2014 (03)
[6]藻類在水體脫氮除磷中的作用及其資源化利用[J]. 劉曉晨,李振輪,謝德體. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2014(03)
[7]我國(guó)水污染現(xiàn)狀[J]. 許嘉寧,陳燕. 廣東化工. 2014(03)
[8]光照對(duì)螺旋藻生長(zhǎng)速率的影響[J]. 李永強(qiáng),陳清香,師文慶,熊正燁,李思東,李高榮,凌旭煒. 激光生物學(xué)報(bào). 2014(01)
[9]2種微藻去除氮、磷能力的比較[J]. 鄧祥元,丁婉婉,樊玲波,靡慧. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(06)
[10]基于膜計(jì)算的生物系統(tǒng)建模方法[J]. 孔元,陳智華,徐金榜. 數(shù)學(xué)建模及其應(yīng)用. 2013(Z2)
博士論文
[1]膜計(jì)算優(yōu)化方法研究[D]. 黃亮.浙江大學(xué) 2007
[2]固定化藻類去除污水中氮磷及其機(jī)理的研究[D]. 邢麗貞.西安建筑科技大學(xué) 2005
碩士論文
[1]可滿足性問(wèn)題的改進(jìn)型類組織P系統(tǒng)的求解研究[D]. 葛平平.安徽理工大學(xué) 2015
[2]利用藻類去除P營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)研究[D]. 華迪.西南交通大學(xué) 2008
本文編號(hào):3603825
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