1、程序化实现城市污水处理工艺的比较与选择程序化实现城市污水处理工艺的比较与选择摘要 本文针对城市污水处理工艺的比较与选择，首先分析了污水处理比选过程中的几个影响因素，然后讨论了如何程序化地实现方案比选，最后研究了如何设计软件，以实现程序化实现城市污水处理工艺的比选系统。 关键词：程序化；污水处理工艺；比选 【分类号】：TU992.3 引言 水是一种宝贵的自然资源，在我国淡水资源严重缺乏的今天，如何保护水资源尤其重要。然而，现实状况是，我国的淡水资源污染严重，在工业化过程中忽视了环境保护的重要性，有的企业将未经处理的污水直接排入江河、农田，造成了严重的水资源污染。除了工业废水，生活污水也是造成水资
2、源污染的一个重要因素，日常生活污水含有大量的有机物，如果直接排入水系，容易造成水体发黑、发臭，从而造成水资源污染。在面对水污染如此严重的状况时，结合如今的污水处理工艺，建立可行的污水处理方案是重中之重。 一 污水处理工艺及其比选过程中的影响因素 1、 污水处理工艺概要 污水处理工艺按照处理方法不同，可以分为化学方法、物理方法以及生物方法。化学方法是指为消除污水中的有毒有害物质，在处理污水时添加相应的化学物质，与有毒有害物质起化学反应后生成无害物质。物理方法是指使用物理手段滤除污水中的某些固体颗粒，例如沉淀、筛选、分离、截流等。生物处理方法是指利用微生物将污水中的有机物进行分解，从而达到消除有毒
3、有害物质的目的，微生物可以是人工培养的，也可以是自然产生的。人工培养是生物处理方法的主要方式，通过生物膜法或活性污泥法培养出好氧性微生物。生物膜法是在污水流经之处铺上特制的固体材料，使固体材料表层形成适于微生物生存的生物膜，从而达到污水净化的效果。活性污泥法土地是一种较为常用的污水处理方法，将空气灌入污水中，使生成大量的好氧性微生物，从而达到污水净化的效果。至于自然生物污水处理方法， 主要包括土地处理系统和生物塘处理系统。 其中，作为最常用的污水处理工艺，生物处理法具有去污效果强、能源消耗低、节约资金的优点。此外，最近几年开发了一些污水处理的新方法，能够满足环境保护的新标准，以及机电一体化的新
4、要求。 2、 污水处理工艺比选过程中的影响因素 污水处理工艺比选过程中需要综合各种因素，包括国家与地方有关的政策、污水处工艺水平、经济效益等因素，是一个复杂的过程，需要具体问题具体分析。以下就是几个影响污水处理工艺比选的关键因素：（1）国家和地方标准。国家和地方标准包括：城镇污水处理厂污染物排放标准、生活杂用水水质标准、农田灌溉水质标准、渔业水质标准、地下水水质标准。（2）进水水质。污水处理厂的进水水质与城市的排水体制、城市生活水平、地域因素、工业废水的水质、以及城市排水管网状况有密切关系。（3）污水厂规模。（4）用地条件。（5 ）运行管理水平。（6 ）污泥处理方案。 二 程序化实现城市污水处
5、理工艺比较与选择 本文引入了系统工程学中的层次分析法对处理方案的比选进行分析，科学合理地确定各层次的权重系数，然后使用灰色系统理论对这些权重系数进行特殊处理，最后采用灰色关联度分析法对比选方案的各项指标进行优势分析，从而得到城市污水处理厂工艺方案的最优模型。下面具体分析这三种方法的实现过程。 1、 层次分析法 层次分析法以某个复杂的多目标决策问题作为一个系统，把总体目标降解成多个小目标，再降解成几个不同的层次，每个层次有各自的约束，然后计算出每一层次的权重总和。层次分析法在解决复杂问题的过程中，将问题定量化，又充分考虑了定性的因素，将问题解析成几个定量的因素，最后利用人的定性判断决策出各因素的
6、关键性排序。 在城市污水处理工艺方案的比较与选择中，需要建立一个实用的系统软件，需要使用层次分析法得出该系统的总目标。首先是建立各个层次的结构，将最后选择的方案作为层次分析法的总目标；指标层包括建厂的工程指标、经济因素、环境因素等方面的指标；子指标层是将指标层进一步细化的结果，比如工程造价、施工条件等。层次建成后，需要计算每一层中每个因素的权重值，并进行排序。 2、 灰色系统理论 灰色系统理论将不确定信息、未知信息构成的不确定性系统为研究对象，对已知的部分进行研究分析，从中得到整个不确定系统的运行规则。灰色系统理论是解决包含不确定因素问题的一门系统工程学科，在城市污水处理工艺方案比选中，有诸多
7、不确定因素，例如经济效益、环境因素等，需要通过横向分析已有的案例分析得到系统行为，从而选择出较优的备选方案。 3、 灰色关联分析 灰色关联分析法适合动态的系统，用于分析两个系统之间的关联度，根据这两个系统的变化趋势，如果趋势相同，则关联性较大，如果趋势不同，则关联性较低。引入灰色关联分析法后，可将城市污水处理工艺方案比选系统的指标量化，例如工程造价、施工条件、污水处理工艺等指标。 三 程序化实现城市污水处理方案比选的软件实现 在完成理论上的城市污水处理方案比选后，下一步就是软件实现它。由于运用了多种统计学方法，人工比选难以完成，再加上计算机精确、快速的优点，因而，方案比选的程序化是必然选择。
8、1、 软件的设计框架 城市污水处理方案比选软件定位于行业通用的软件，因此，在达到行业规则的前提下，要有灵活、实用的特点。为促进行业的快速发展，共享技术，可以考虑将软件制作成开源软件。首先，软件要有以下几个基础的功能：查询、计算、比选模型建立、决策；其次，要具备软件开发的思想：模块化设计、数据库技术、可视化编程技术、以及将开放性设计。最后，设计软件时，需要包括人机交互系统、模型库系统、数据库系统、以及计算平台。对于开发平台，可以选择 VS、JAVA 等常用的软件开发平台。 2、 软件功能 在软件的数据库模块，应该包括：（1）用户的基本信息，例如账号、密码等；（2）每种污水处理方案中的相关工艺信息
9、、以及构筑物相关内容，使得操作软件的用户可以搜索到该部分的内容；（3 ）数学模型计算后需要将计算结果进行保存，以方便后续使用时作为参考和备用；（4）需要保存每次污水处理方案的决策比选结果，并且允许用户对此进行修改、删除等操作，以此完善系统的数据库。 在软件的计算模块中，需要完成对污水处理方案比选的计算过程，进行模型建立、构筑物信息的手机和计算。用户根据需要，输入参数后点击计算键，就可以得到准确的计算结果。计算模块的清空功能可以方便修改参数以及结果。 优选模型处理模块即完成层次分析法、灰色系统理论、灰色关联分析法的相关计算，从而得到各指标的权重系数、关联性大小、排序等，最后得到污水处理方案的比选
10、决策结果，并可以浏览各层次的结果。此模块还应将决策结果进行保存，以备后用，同时还应可以阅读以往方案优化的决策结果。 结果自动显示模块将最终的决策结果进行显示，必要时可对结果进行可视化处理。 结束语 现如今，水资源污染严重，污水处理工艺发展至今也较为成熟。而城市污水处理工艺的比较与选择是一个复杂的过程，需要综合考虑工艺、财政、政策等客观实际因素。本文针对城市污水工艺的特点，分析了污水处理方案比选过程中的影响因素，分析了如何程序化地实现方案比选，最后着重阐述了系统软件的设计，从而完成城市污水处理方案的比选系统软件。 参考文献 1 刘鸿志 . 国外城市污水处理厂的建设及运行管理，世界环境，2011 （1）. 2 周雹，谭振江. 中、小型城市污水处理厂的优选工艺，中国给水排水，2010，16 （10 ）. 3 温汝俊 . 大城市污水处理工艺的经济选择因素，重庆环境科学，2010 （22）. 4 熊锐，曹馄生. 多目标决策的层次分析法，系统工程理论与实践，2012 ，12 （ 6）.
