基于人工濕地動(dòng)力學(xué)模型的最優(yōu)控制
發(fā)布時(shí)間:2020-08-25 05:17
【摘要】:隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展和人類(lèi)生活的影響,大量的工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)污水和生活污水等直接排放到江河湖海中,導(dǎo)致水資源遭到嚴(yán)重污染,不但威脅人類(lèi)的健康,還嚴(yán)重破壞了生態(tài)平衡.因此,治理水污染、保護(hù)水資源已經(jīng)成為迫在眉睫的問(wèn)題.人工濕地作為一種新型的污水處理技術(shù),越來(lái)越被人們所重視,其脫氮機(jī)理和影響因素被大量學(xué)者廣泛而深入的研究.本文從生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度,針對(duì)人工濕地中藻類(lèi)種群生物量對(duì)污水處理的影響和三種氮態(tài)(有機(jī)氮、氨氮、硝氮)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,利用最優(yōu)脈沖控制原理和現(xiàn)代控制理論等,對(duì)藻類(lèi)種群模型和人工濕地除氮的生態(tài)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行分析與研究,具體內(nèi)容如下:第一部分,基于藻類(lèi)種群的Logistic增長(zhǎng)模型,以管理藻類(lèi)種群的總成本為性能指標(biāo),建立具有脈沖效應(yīng)的藻類(lèi)種群管理模型.根據(jù)最優(yōu)脈沖控制原理,獲得最佳管理時(shí)刻和最佳管理水平.最后,通過(guò)數(shù)值模擬驗(yàn)證結(jié)果的有效性.第二部分,基于人工濕地中三種氮態(tài)間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系和協(xié)調(diào)拮抗作用,對(duì)已有的人工濕地除氮的生態(tài)動(dòng)力學(xué)模型,應(yīng)用現(xiàn)代控制理論的相關(guān)知識(shí),對(duì)該模型進(jìn)行能控性分析,得出系統(tǒng)能控的結(jié)論,并應(yīng)用最速控制原理,獲得滿(mǎn)足排水標(biāo)準(zhǔn)的終端狀態(tài)的最短時(shí)間.基于系統(tǒng)的穩(wěn)定性,分三種情況討論了達(dá)到排水標(biāo)準(zhǔn)的最短時(shí)間與系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)所需時(shí)間之間的關(guān)系,分析了三種情況下人工濕地系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效除氮的進(jìn)、出水實(shí)施方案,為科學(xué)管理人工濕地提供了行之有效的方法.
【學(xué)位授予單位】:遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類(lèi)號(hào)】:O232
【圖文】:
1 引 言人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類(lèi)似的地理綜合體,主要包括稻田、魚(yú)蝦蟹養(yǎng)殖塘、水庫(kù)、運(yùn)河和污水處理工程等系統(tǒng). 美國(guó) Hammer博士將人工濕地定義為“為了人類(lèi)的利用和利益,通過(guò)模擬自然濕地,人為設(shè)計(jì)與建造的由飽和基質(zhì)、挺水植物與沉水植物、動(dòng)物和水體組成的復(fù)合體”[1]. 作為一種綜合的生態(tài)系統(tǒng),人工濕地有著獨(dú)具特色的凈污機(jī)理、功能. 人們將污水有控制地投配到人工濕地上,污水在沿著一定方向流動(dòng)的過(guò)程中,主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的生物、物理、化學(xué)三重協(xié)同作用,通過(guò)吸附、滯留、過(guò)濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類(lèi)動(dòng)物作用等對(duì)污水進(jìn)行處理,以實(shí)現(xiàn)水體凈化[2]. 人工濕地作為一種新型污水處理技術(shù)正在不斷地受到全球環(huán)境領(lǐng)域的重視,也被稱(chēng)作“天然污水處理器”.
【學(xué)位授予單位】:遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類(lèi)號(hào)】:O232
【圖文】:
1 引 言人工濕地是由人工建造和控制運(yùn)行的與沼澤地類(lèi)似的地理綜合體,主要包括稻田、魚(yú)蝦蟹養(yǎng)殖塘、水庫(kù)、運(yùn)河和污水處理工程等系統(tǒng). 美國(guó) Hammer博士將人工濕地定義為“為了人類(lèi)的利用和利益,通過(guò)模擬自然濕地,人為設(shè)計(jì)與建造的由飽和基質(zhì)、挺水植物與沉水植物、動(dòng)物和水體組成的復(fù)合體”[1]. 作為一種綜合的生態(tài)系統(tǒng),人工濕地有著獨(dú)具特色的凈污機(jī)理、功能. 人們將污水有控制地投配到人工濕地上,污水在沿著一定方向流動(dòng)的過(guò)程中,主要利用土壤、人工介質(zhì)、植物、微生物的生物、物理、化學(xué)三重協(xié)同作用,通過(guò)吸附、滯留、過(guò)濾、氧化還原、沉淀、微生物分解、轉(zhuǎn)化、植物遮蔽、殘留物積累、蒸騰水分和養(yǎng)分吸收及各類(lèi)動(dòng)物作用等對(duì)污水進(jìn)行處理,以實(shí)現(xiàn)水體凈化[2]. 人工濕地作為一種新型污水處理技術(shù)正在不斷地受到全球環(huán)境領(lǐng)域的重視,也被稱(chēng)作“天然污水處理器”.
【參考文獻(xiàn)】
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7 金書(shū)秦;沈貴銀;魏s
本文編號(hào):2803312
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