基于NSGA-Ⅱ算法的污水处理厂多目标优化模型研究

作     者：闫倩 郝春沣 潘世兵 仇亚琴 YAN Qian;HAO Chunfeng;PAN Shibing;QIU Yaqin

作者机构：中国水利水电科学研究院北京100038 

基　　金：国家自然科学基金项目“基于流域水循环的生态流量利益相关方博弈研究”(52009140) 水利部水资源管理专项(2023—2025) 

出 版 物：《地理与地理信息科学》 (Geography and Geo-Information Science)

年 卷 期：2023年第39卷第6期

页      码：18-22页

摘      要：如何提升城市整体的污水处理能力、改善河流水质,是区域可持续发展的重要课题。该文利用MIKE 11软件构建典型河流一维水动力水质耦合模拟模型,对贵阳市南明河干流氨氮浓度的沿程分布规律和水质污染状况及污染原因进行分析;针对重点污染河段构建基于成本—水质的污水处理厂多目标优化模型,设置污水处理厂总投资最小化和河流沿程水质最优化2个优化目标,然后采用快速非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)定量研究污水处理厂总投资与氨氮浓度之间的关系,并提出污水处理厂多目标优化方案。结果表明:①研究区存在3个氨氮浓度超标河段,总长达5.23 km,主要由污水处理厂Plant 2和Plant 13尾水排放和贯城河汇入水质较差导致;②由污水处理厂多目标优化模型得到污水处理厂总投资合理区间为6.28亿元~8.50亿元、河流最大氨氮浓度值在1.39~1.50 mg/L之间,河流氨氮浓度每降低0.01 mg/L,新建污水处理厂的建设投资需增加0.20亿元;③针对已建污水处理厂Plant 2和Plant 13进行提升改造,将设计出水水质从一级A标准提升至准Ⅳ类标准,针对新建污水处理厂提出4种推荐优化方案,以满足不同需求下污水处理厂多目标优化方案设置。研究成果可为区域内污水处理厂优化升级和水质改善提供科学依据。

主 题 词：污水处理厂 多目标优化 建设成本 水质 NSGA-Ⅱ算法 MIKE 11 

学科分类：083002[083002] 0830[工学-生物工程类] 081603[081603] 081802[081802] 07[理学] 08[工学] 070503[070503] 0818[工学-交通运输类] 0705[理学-地理科学类] 0816[工学-纺织类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.16720504.2023.06.003

馆 藏 号：203124654...