张 璐， 张嘉成， 韩红桂， 乔俊飞

(1.北京工业大学信息学部， 北京 100124； 2.计算智能与智能系统北京市重点实验室， 北京 100124)

城市污水处理过程主要通过持续曝气促进微生物分解来去除污水中可溶性有机物及部分不溶性无机物[1]. 该过程同时包含生物反应、化学反应等，各反应过程运行机理异常复杂[2]. 此外，城市污水处理过程同时包含多种运行性能指标，各指标之间相互影响、相互耦合[3]. 由于复杂的运行机理和耦合的性能指标，城市污水处理过程难以实现优化运行[4]. 究其根本原因，主要难点在于性能指标模型的构建和优化方法的设计.

为了构建城市污水处理过程性能指标模型，van Staden等[5]设计了一种基于动力学特性的泵送能耗模型，该模型能够描述泵送能耗指标与硝态氮等过程变量的关系，实验结果表明所提出的泵送能耗模型能够完成对城市污水处理过程泵送指标动态特性的表达. 为了同时考虑城市污水处理过程的曝气和泵送能耗，Ashrafi等[6]提出了一种基于硝化和反硝化机理模型的曝气和泵送能耗模型，该模型能够描述能耗与溶解氧、硝态氮等过程变量的关系，实验结果表明该模型能够实现对能耗动态特性的获取. 此外，随着城市污水处理过程出水水质的排放要求越来越严格，出水水质也成为城市污水处理过程的重要性能指标[7]. 为了实现对城市污水处理过程曝气能耗、泵送能耗和出水水质指标动态特性的获取，Alsina等[8]提出了一……