Calibration of the activated sludge model with genetic algorithms. Part I. Calibration results

• Autorzy: Urban R. , Szetela R.

Warianty tytułu

PL

Kalibracja modelu osadu czynnego za pomocą algorytmów genetycznych. Część I. Wyniki kalibracji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A method for the calibration of activated sludge model No. 1 (ASM1) using genetic algorithms is proposed. The model to be calibrated was a virtual wastewater treatment plant (WWTP) which consisted of a complete-mix aerobic tank and a secondary settler. Preliminary analyses enabled the assumption that, based on a steady state, it is possible to simultaneously estimate the parameters mH, mA and bH. For the needs of calibration, use was made of 153 objective functions. Inconsistencies in the results obtained with different objective functions are explained in the part II of this article.

PL

Przedstawiono metodę kalibracji modelu osadu czynnego nr 1 (ASM1) za pomocą algorytmów genetycznych. Kalibracji podlegała wirtualna oczyszczalnia ścieków składającą się z tlenowej komory o pełnym wymieszaniu oraz z osadnika wtórnego. Analizy wstępne wykazały, że znając stan miarodajny, można przeprowadzić jednoczesną kalibrację trzech parametrów: mH, mA i bH. Podczas kalibracji wykorzystano 153 różne funkcje celu. Niespójności w uzyskanych wynikach wyjaśniono w następnym artykule.

Słowa kluczowe

EN

wastewater treatment; activated-sludge process; algorithms

PL

oczyszczanie ścieków; metoda osadu czynnego; kalibracja; algorytm genetyczny

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Environment Protection Engineering
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 33, nr 1
• Strony: 31--49
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz.

Twórcy

autor

Urban R.

autor

Szetela R.

• Institute of Environmental Protection Engineering, Wroclaw University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław

Bibliografia

• [1] NOWAK. O., FRANZ A., SVARDAL K., MULLER V., K.UHN V., Parameter estimation for activated sludge models with the help of mass balances, Wat. Sci. Tech., 1999,Vol. 39, No. 4, pp. 113-120.
• [2] SPANJERS H., TAKACS I., BROUWER H., Direct parameter extraction from respirograms for waste-water and biomass characterization, Wat. Sci. Tech., 1999,Vol. 39, No. 4, pp. 137-145.
• [3] VANROLLEGHEM P. A., SPANJERS H., PETERSEN B., GINESTET P., TAKACS I., Estimating (combinations of) activated sludge model no. 1 parameters and components by respirometry, Wat. Sci. Tech., 1999,Vol. 39, No. 1, pp. 195-214.
• [4] MELCER H., Full scale experience with biological process models - calibration issues, Wat. Sci. Tech., Vol. 39, 1999, No. 1, pp. 245-252.
• [5] MICHALEWICZ Z., Genetic Alghoritms + Data Structures = Evolution Programs, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1996.
• [6] BROUWER H., KLAPWUK. A., KEESMAN K.. J., Identification of activated sludge and wastewater characteristics using respirometric batch-experiments, Wat. Res., 1998,Vol. 32, No. 4, pp. j 1240-1254.
• [7] DRTIL M., NEMETH P., BODIK I., Kinetic constants of nitrification, Wat. Res., 1993, Vol. 27, No. 1, pp. 35-39.
• [8] KAPPLER J., GUJER W., Estimation of kinetic parameters of heterotrophic biomass under aerobic conditions and characterisation of wastewater for activated sludge modelling, Wat. Sci. Tech., 1992,Vol. 25, No. 6, pp. 125-139.
• [9] WANNER O., KAPPELER J., GUJER W., Calibration of an activated sludge model based on human expertise and on a mathematical optimization technique, Wat. Sci. Tech., 1992, Vol. 25, No. 6, pp. 141-148.
• [10] SZETELA R. W., Dynamic model of activated sludge wastewater treatment plant. Scientific Papers of the Institute of Environment Protection Engineering of Wroclaw University of Technology, No. 64, 1990.
• [11] GOLDBERG D.E., Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning, Adison-Wesley Publishing Company, Inc. 1989.
• [12] HENZE M., GRADY C.P.L. Jr., GUJER W., MARAIS G.V.R., MATSUO T., Activated Sludge Model No. 1, IAWQ Scientific and Technical Report No. 1, London, UK, 1987.
• [13] EKAMA G.A., DOLD P.L., MARAIS G.V.R., Procedures for determining influent COD fractions and the maximum specific growth rate of heterotrophs in activated sludge systems, Wat. Sci. Tech., 1986, Vol. 18, No. 1, pp. 91—114.
• [14] CECH J.S., CHUDOBA, J. , GRAU P., Determination of kinetic constants of activated sludge microorganisms, Wat. Sci. Tech., 1985. Vol. 17, No. 2, pp. 259-272.
• [15] URBAN R., SZETELA R., Calibration of the activated sludge model with genetic algorithms. Part II. Results analysis, Environment Protection Engineering, 2007, Vol. 33, No. 1, pp. 51-64.