【摘 要】
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厌氧微生物遭遇环境扰动时很敏感,导致厌氧废水处理工艺很不稳定;难降解毒性有机物等强抑制因素更加剧了厌氧工艺的不稳定性。扰动抑制的模式识别和趋势预测对保证厌氧工艺的高效稳定运行至关重要。基于专家系统的模式识别诊断方法在诊断的全面性和合理性方面具有特殊优势,然而厌氧生化系统的滞后性和状态参数的无规律噪声波动造成专家系统在模式识别诊断的敏感性、准确性和全面性的平衡上存在不足,因此必须增强其模式识别能力。
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厌氧微生物遭遇环境扰动时很敏感,导致厌氧废水处理工艺很不稳定;难降解毒性有机物等强抑制因素更加剧了厌氧工艺的不稳定性。扰动抑制的模式识别和趋势预测对保证厌氧工艺的高效稳定运行至关重要。基于专家系统的模式识别诊断方法在诊断的全面性和合理性方面具有特殊优势,然而厌氧生化系统的滞后性和状态参数的无规律噪声波动造成专家系统在模式识别诊断的敏感性、准确性和全面性的平衡上存在不足,因此必须增强其模式识别能力。本研究在设计专家诊断系统整体架构的基础上,引入了指数平滑异同移动平均（MACD）方法,并以其为核心设计了合理的增强模式识别算法;对厌氧反应器进行了多种扰动情境模拟冲击实验,利用MACD算法处理状态状态参数数据,构建了MACD指标;在对MACD指标响应特征进行聚类分析的基础上,建立了MACD指标特征响应与厌氧工艺系统状态之间的映射关系,并据此构建了基于MACD指标的专家诊断数据库;根据MACD指标在响应敏感性、准确性方面的表现,建立了诊断规则;利用基于Lab VIEW的诊断信息输出模块实现了诊断结果的可视化;最终完成了增强模式识别专家诊断系统的构建。MACD算法能够克服厌氧生化系统的滞后性,滤除状态参数的无规律噪声波动,增强专家诊断系统的模式识别能力。基于MACD算法的增强模式识别专家诊断系统能够很好地平衡厌氧工艺状态诊断的敏感性、准确性和全面性。气相参数的MACD指标整体上比液相参数的MACD指标响应更快,尤其是氢分压MACD指标,在扰动抑制初期通过快速（5小时内）、准确的响应指示出扰动抑制的发生,适合作为扰动抑制初期的敏感性指标;但在扰动抑制中后期,综合气、液相多MACD指标的特征响应,才能对扰动抑制程度、扰动抑制终点和厌氧生化系统的恢复等做出更全面的模式识别诊断,给出更详细且易于理解的诊断信息,并提供有效的预测和可靠的预警。
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