一種構(gòu)建廢水污染物排放Petri網(wǎng)仿真模型的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種構(gòu)建廢水污染物排放Petri網(wǎng)仿真 模型的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 污染防治最佳可行技術(shù)(BAT)是為治理生活、生產(chǎn)過(guò)程中形成的各種環(huán)境問(wèn)題，削 減污染物的排放量，并從整體上達(dá)到高水平的環(huán)境保護(hù)目標(biāo)而提出的先進(jìn)且可行的污染防 治工藝和技術(shù)。它與國(guó)家或地區(qū)在某一期間的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和環(huán)境治理要求相符合。 歐盟最先提出了 BAT的概念。1996年9月，歐盟執(zhí)行委員會(huì)發(fā)布了污染綜合防治指令（簡(jiǎn)稱 IPPC指令）。該指令提出，預(yù)防或減少污染物排放的技術(shù)方法應(yīng)基于BAT。該指令還要求歐盟 各成員國(guó)為多個(gè)工業(yè)和特定污染物，確立包括制訂排放限值、推廣BAT的許可制度。
[0003] 自歐盟執(zhí)行委員會(huì)提出IPPC指令至今，歐盟已有能源、鋼鐵、有色、化工和造紙等 27個(gè)行業(yè)的BAT參考文件(BREF)被相繼頒布實(shí)施，此外6個(gè)跨行業(yè)的BREFs也提出了相應(yīng)的 BAT〇
[0004] BAT在中國(guó)的發(fā)展一直比較緩慢，2007年《國(guó)家環(huán)境技術(shù)管理體系建設(shè)規(guī)劃》頒布 實(shí)施，BAT在中國(guó)開(kāi)始起步。截至目前，我國(guó)BAT導(dǎo)則的編制工作只涉及到鋼鐵、燃煤等6個(gè)行 業(yè)(工藝）。肉類產(chǎn)品能夠提供人體所必須的蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，是人類生活 中必須的食品來(lái)源。我國(guó)對(duì)畜類屠宰加工行業(yè)污水的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)要求為：懸浮物= 100mg/L，生化需氧量B0D = 50mg/L，化學(xué)需氧量⑶D= 120mg/L，動(dòng)植物油=20mg/L，氨氮 NH3-N = 20mg/L。我國(guó)對(duì)畜類屠宰加工行業(yè)污水的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)為：懸浮物=50mg/L，生化 需氧量BOD = 20mg/L，化學(xué)需氧量COD = 70mg/L，動(dòng)植物油=15mg/L，氨氮NH3-N = 1 Omg/L。我 國(guó)對(duì)現(xiàn)有酵母工業(yè)企業(yè)污水排放要求為:C0D控制在300-400mg/L，B0D5控制在40-80mg/L， SS控制在70-100mg/L，總氮控制在25-40mg/L，總磷控制在1 · 0-2 · 0mg/L，pH值控制在6-9。對(duì) 新建酵母工業(yè)企業(yè)污水排放要求為:C0D控制在150-400mg/L，B0D5控制在30-80mg/L，SS控 制在50-100mg/L，總氮控制在20-40mg/L，總磷控制在0 · 8-2 · 0mg/L，pH值控制在6-9。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種構(gòu)建廢水污染物排放Petri網(wǎng)仿真模型的方法。
[0006] 一種構(gòu)建廢水污染物排放Petr i網(wǎng)仿真模型的方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟1、對(duì)污水的各個(gè)污染指標(biāo)濃度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出污水中各污染物指標(biāo)的濃度值 范圍；污染指標(biāo)包括BOD、COD、NH3-N;
[0008] 步驟2、設(shè)定BAT處理工藝中各個(gè)處理工段對(duì)污染物去除率的區(qū)間范圍；
[0009] 步驟3、對(duì)污水處理過(guò)程進(jìn)行仿真，得出了經(jīng)過(guò)處理之后的各污染指標(biāo)濃度均值的 置信區(qū)間，從而得到各污染物排放限值。
[0010]采用基于對(duì)象Petri網(wǎng)的離散事件系統(tǒng)建模對(duì)污水處理過(guò)程進(jìn)行仿真。
[0011]采用基于對(duì)象Petri網(wǎng)的離散事件系統(tǒng)建模的步驟如下：
[0012] (1)明確用戶需求；
[0013] (2)確立對(duì)象，建立對(duì)象模型，采用面向?qū)ο蟮慕７椒?，列出?duì)象的名稱、屬性、 方法、消息即操作；
[0014] (3)標(biāo)識(shí)對(duì)象之間的關(guān)系；
[0015] (4)建立系統(tǒng)初始模型，通過(guò)使用00ΡΝ的語(yǔ)法進(jìn)行說(shuō)明、表示，建立初始的系統(tǒng) 00ΡΝ模型；
[0016] (5)對(duì)00ΡΝ初始模型進(jìn)行優(yōu)化，并與(2)、（3)、（4)構(gòu)成一個(gè)迭代過(guò)程；
[0017] (6)集成模型，確立整個(gè)離散事件系統(tǒng)的00ΡΝ模型；
[0018] (7)對(duì)00ΡΝ模型進(jìn)行分析并確定其完整性:模型分析即通過(guò)語(yǔ)法來(lái)對(duì)建立的模型 進(jìn)行分析；
[0019] (8)離散事件系統(tǒng)設(shè)計(jì):如果對(duì)(7)的結(jié)果滿意，則對(duì)離散事件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，否則 轉(zhuǎn)到(2)，循環(huán)后面的過(guò)程，直到完成離散事件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
[0020] 有益效果：
[0021] 根據(jù)三個(gè)典型污染行業(yè)生產(chǎn)和排污過(guò)程，采用基于Petri網(wǎng)理論的0PMSE軟件，分 別對(duì)三個(gè)典型污染行業(yè)中具體企業(yè)的水污染物BAT處理工藝的削減能力進(jìn)行了仿真計(jì)算， 仿真結(jié)果可以為排放限值的制定提供一定的依據(jù)，同時(shí)也可以為企業(yè)污水處理工藝的改進(jìn) 給出指導(dǎo)意義。仿真計(jì)算過(guò)程中采用區(qū)間計(jì)算的方法進(jìn)行多次仿真，并以所有仿真的結(jié)果 作為統(tǒng)計(jì)樣本，當(dāng)設(shè)定總體滿足或近似滿足正態(tài)分布時(shí)，用仿真結(jié)果的統(tǒng)計(jì)樣本對(duì)總體正 態(tài)分布的均值進(jìn)行區(qū)間估計(jì)，從而得出總體正態(tài)分布均值的置信區(qū)間。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】采用0PMSE軟件進(jìn)行模擬仿真的流程圖；
[0023] 圖2是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】造紙廠的生產(chǎn)工藝基本流程圖；
[0024] 圖3是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】對(duì)象加工過(guò)程流程圖；
[0025] 圖4是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】生產(chǎn)工藝開(kāi)始運(yùn)行階段流程圖；
[0026]圖5是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】造紙生產(chǎn)工藝中廢水處理工段流程圖；
[0027] 圖6是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】屠宰廠產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程圖；
[0028] 圖7是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】屠宰廠生產(chǎn)工藝開(kāi)始運(yùn)行階段流程圖；
[0029] 圖8是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】對(duì)象屠宰廢水處理工藝流程圖；
[0030] 圖9是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】啤酒生產(chǎn)工藝流程圖；
[0031 ]圖10是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】啤酒生產(chǎn)工藝開(kāi)始運(yùn)行階段流程圖；
[0032]圖11是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】啤酒廢水處理工藝流程圖；
[0033]圖12是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】造紙行業(yè)BAT水處理計(jì)算仿真模型的C0D最終濃度仿 真結(jié)果；
[0034]圖13是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】造紙行業(yè)BAT水處理計(jì)算仿真模型的B0D最終濃度仿 真結(jié)果；
[0035]圖14是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】造紙行業(yè)BAT水處理計(jì)算仿真模型的NH3-N最終濃度 仿真結(jié)果；
[0036]圖15是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】屠宰行業(yè)BAT水處理計(jì)算仿真模型的C0D最終濃度仿 真結(jié)果；
[0037]圖16是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】屠宰行業(yè)BAT水處理計(jì)算仿真模型的BOD最終濃度仿 真結(jié)果；
[0038]圖17是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】屠宰行業(yè)BAT水處理計(jì)算仿真模型的NH3-N最終濃度 仿真結(jié)果；
[0039]圖18是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】啤酒行業(yè)BAT水處理計(jì)算仿真模型的C0D最終濃度仿 真結(jié)果；
[0040]圖19是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】啤酒行業(yè)BAT水處理計(jì)算仿真模型的B0D最終濃度仿 真結(jié)果；
[0041 ]圖20是本發(fā)明【具體實(shí)施方式】啤酒行業(yè)BAT水處理計(jì)算仿真模型的NH3-N最終濃度 仿真結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說(shuō)明。
[0043] 一種構(gòu)建廢水污染物排放Petr i網(wǎng)仿真模型的方法，包括以下步驟：
[0044] 步驟1、對(duì)污水的各個(gè)污染指標(biāo)濃度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出污水中各污染物指標(biāo)的濃度值 范圍；污染指標(biāo)包括BOD、COD、NH3-N;
[0045] 步驟2、設(shè)定BAT處理工藝中各個(gè)處理工段對(duì)污染物去除率的區(qū)間范圍；
[0046] 步驟3、對(duì)污水處理過(guò)程進(jìn)行仿真，得出了經(jīng)過(guò)處理之后的各污染指標(biāo)濃度均值的 置信區(qū)間，從而得到各污染物排放限值。
[0047]采用基于對(duì)象Petri網(wǎng)的離散事件系統(tǒng)建模對(duì)污水處理過(guò)程進(jìn)行仿真。
[0048] 00ΡΝ將目標(biāo)系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)相互協(xié)作的對(duì)象來(lái)映射，并將各個(gè)對(duì)象的行為和對(duì)象之 間的通信關(guān)系通過(guò)Petri網(wǎng)來(lái)描述。00ΡΝ中，任意一個(gè)對(duì)象（即一個(gè)個(gè)Petri子網(wǎng)）只對(duì)外提 供其調(diào)用接口，而不對(duì)外界提供其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。這樣的信息隱藏機(jī)制提高了模型的可維 護(hù)性和可重用性。
[0049] 當(dāng)對(duì)一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行建模時(shí)，應(yīng)該先考慮功能需求分析，然后采用面向?qū)ο蟮姆椒ǎ?包括面向?qū)ο蟮姆治?00A)、設(shè)計(jì)（00D)和實(shí)現(xiàn)(OOP)，從00A到00D的過(guò)程也就是建模的過(guò) 程。為了簡(jiǎn)化建模過(guò)程的復(fù)雜性，同時(shí)提高對(duì)象的重用性，建模過(guò)程可以只考慮對(duì)象之間最 基本的消息傳遞，而忽略對(duì)象之間的復(fù)雜關(guān)系和約束。
[0050] 采用基于對(duì)象Petri網(wǎng)的離散事件系統(tǒng)建模的步驟如下：
[0051] (1)明確用戶需求；
[0052] (2)確立對(duì)象，建立對(duì)象模型，采用面向?qū)ο蟮慕７椒?，列出?duì)象的名稱、屬性、 方法、消息即操作；
[0053] (3)標(biāo)識(shí)對(duì)象之間的關(guān)系;為了指明對(duì)象之間的交互，這一步要了解各對(duì)象內(nèi)部的 行為及與其它對(duì)象間的聯(lián)系；
[0054] (4)建立系統(tǒng)初始模型，通過(guò)使用00ΡΝ的語(yǔ)法進(jìn)行說(shuō)明、表示，建立初始的系統(tǒng) 00ΡΝ模型；
[0055] (5)對(duì)00ΡΝ初始模型進(jìn)行優(yōu)化，并與(2)