林斌，薛蕾，徐庆贤

基于ADM1模型的沼气生产过程的模型参数选择和辨识

林斌，薛蕾，徐庆贤

国际水协IWA提出的ADM1模型可以较好地描述厌氧发酵过程，但其大量的模型参数使其在实际应用中存在困难。针对ADM1模型，在分析了各可变参数的可辨识性和灵敏度后，确定六种参数对于整个动态过程影响较大。因此，可以对这六种参数进行辨识，从而得到一个较好的ADM1模型。以此为基础，针对ADM1具体实施条件进行了仿真建模，利用标准仿真软件STOAT生成数据，通过求解一个非线性最优化问题得到参数的最优估计值，进而通过辨识后的模型进行仿真比较，验证了本文的结论。

沼气生产；参数选择；参数辨识；建模仿真

0 引言

厌氧消化是对有机废物进行有效处理和利用的环保工艺技术。经历了几个世纪的应用和发展，而在最近的这几十年，随着不同形式的高速处理工艺特别是工业废水处理工艺的推广，该技术取得了令人瞩目的进展。高有机负荷率和低污泥产率是厌氧工艺所表现出的超过其他生物单元的诸多优点之一，而产能则是厌氧工艺应用不断增加的主要驱动力。这项技术不仅可带来实在的净产能，而且所产生的生物气可以代替化石类燃料，从而对温室气体的减少有直接而积极的影响。由国际水协IWA提出的厌氧消化工艺1号模型-ADM1（Anaerobic Digestion Model No.1）是一个厌氧工艺建模和模拟的通用平台，通过它可以开展特定工艺在较大范围内的模拟应用。

由于ADM1模型的复杂性决定了模型中存在大量参数，ADM1中给出了一些参数的推荐值、定性变化及灵敏度，但这些参数具有很大的随意性。……