多目標(biāo)決策在污水處理廠中的應(yīng)用研究

多目標(biāo)決策在污水處理廠方案選擇中的應(yīng)用研究多目標(biāo)決策的意義污水處理廠工藝方案決策研究結(jié)論目錄污水處理廠工藝選擇多目標(biāo)決策模型的建立一、多目標(biāo)決策

近年來(lái)，隨著我國(guó)許多城市規(guī)模不斷擴(kuò)大和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，水污染問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。研究背景

污水處理廠是提高城市水環(huán)境質(zhì)量和改善城市區(qū)域水源的重點(diǎn)工程，也是確保實(shí)現(xiàn)城市的水環(huán)境治理目標(biāo)的重大項(xiàng)目。

污水處理的工藝方案均是根據(jù)專家或決策層的經(jīng)驗(yàn)或直覺(jué)判斷。在設(shè)計(jì)規(guī)范指導(dǎo)下初步選定有限個(gè)備選方案，再通過(guò)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行簡(jiǎn)單對(duì)比來(lái)篩選出最終設(shè)計(jì)方案。研究意義

因地制宜地合理選擇適用工藝技術(shù)及其實(shí)施方式，對(duì)其利弊進(jìn)行客觀辨證的分析，對(duì)我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理工程的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行都具有重要的意義。采用多目標(biāo)決策方法，根據(jù)多個(gè)評(píng)價(jià)目標(biāo)，選擇一個(gè)滿意方案，為決策部門具體實(shí)施提供可行性的方法，為污水處理廠方案的選擇提供科學(xué)的理論依據(jù)?？茖W(xué)的決策，對(duì)污水處理工藝的優(yōu)化選擇，無(wú)疑是污水處理工程建設(shè)中必然要面臨的重要問(wèn)題和首要問(wèn)題，也是確保處理廠運(yùn)行性能、降低費(fèi)用的關(guān)鍵。多目標(biāo)決策方法研究進(jìn)展國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展法國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家Pareto是國(guó)際上公認(rèn)的最早提出多目標(biāo)決策的學(xué)者，他于1896年在研究經(jīng)濟(jì)問(wèn)題中提出了多目標(biāo)決策問(wèn)題，并給出Pareto最優(yōu)的概念。我國(guó)在多目標(biāo)決策的研究方面起步比較晚，但發(fā)展是很迅速的。1981年和1984年我國(guó)先后召開(kāi)了全國(guó)多目標(biāo)決策會(huì)議，

80年代以后，多目標(biāo)決策方法在我國(guó)獲得越來(lái)越多廣泛的應(yīng)用。國(guó)外研究進(jìn)展

二、污水處理廠工藝選擇作用污水處理工藝選擇的原則滿足處理功能與效率要求技術(shù)成熟可靠經(jīng)濟(jì)節(jié)能便于管理我國(guó)污水處理廠主要工藝技術(shù)

污水處理主要有物理法、生物法、化學(xué)法。目前國(guó)內(nèi)外大多采用生物法，所有生物處理工藝都包含厭氧、缺氧、好氧三個(gè)不同過(guò)程的交替循環(huán)。應(yīng)用于城鎮(zhèn)污水處理廠的污水處理工藝主要有三個(gè)系列：（1）序批式反應(yīng)器（SBR）系列（2）氧化溝系列（3）A2/O系列污水處理工藝選擇

影響因素處理規(guī)模①技術(shù)因素②經(jīng)濟(jì)因素③社會(huì)因素④資源環(huán)境因素①大型污水處理廠（大于10萬(wàn)m3/d）②中型污水處理廠（1-10萬(wàn)m3/d）③小型污水處理廠（小于1萬(wàn)m3/d）三、污水處理廠工藝方案決策研究方案決策一般理論--多目標(biāo)決策理論

在多目標(biāo)決策過(guò)程中，必須考慮兩個(gè)基本問(wèn)題：其一是問(wèn)題的結(jié)構(gòu)或決策態(tài)勢(shì)，即問(wèn)題的客觀事實(shí)；其二是決策規(guī)劃或偏好結(jié)構(gòu)，即人的主觀作用。多目標(biāo)決策問(wèn)題的兩個(gè)理論基礎(chǔ)為：（1）向量?jī)?yōu)化理論（2）效用理論多目標(biāo)決策方法方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)層次分析法具有賦權(quán)合理，計(jì)算方便，一致性程度高，受主觀臆斷影響小和評(píng)價(jià)結(jié)果可靠判斷矩陣各元素的確定，差值范圍大且不夠準(zhǔn)確，影響評(píng)價(jià)效果；建立的判斷矩陣很難通過(guò)較少次數(shù)的調(diào)整而滿足一致性檢驗(yàn)，勢(shì)必增大計(jì)算量等等物元分析法計(jì)算簡(jiǎn)便，結(jié)果直觀，屬性間是相互補(bǔ)償?shù)男枰侠斫⒏鲗傩缘慕?jīng)典域、可拓域，已經(jīng)合理選擇關(guān)聯(lián)函數(shù)類型灰色關(guān)聯(lián)分析法具備良好的穩(wěn)定性，克服了主觀性、隨意性和傾向性帶來(lái)的偏差對(duì)于系統(tǒng)中那些未予以量化的定性因素，在定量的過(guò)程中會(huì)不同程度地造成信息丟失主成分分析法可消除評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相互影響，減少指標(biāo)選擇的工作量。當(dāng)主成分的因子負(fù)荷的符號(hào)有正有負(fù)時(shí)，綜合評(píng)價(jià)函數(shù)意義就不明確。必須保證所提取的幾個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到一個(gè)較高的水平模糊綜合評(píng)價(jià)法可以克服傳統(tǒng)數(shù)學(xué)方法中“唯一解”的弊端。不能解決評(píng)價(jià)指標(biāo)間相關(guān)造成的信息重復(fù)問(wèn)題，隸屬函數(shù)、模糊相關(guān)矩陣等的確定逼近理想點(diǎn)法比較合理和易于理解；計(jì)算較簡(jiǎn)單；能夠用簡(jiǎn)單的算術(shù)形式來(lái)描述被選擇方案的績(jī)效排序結(jié)果受采用的衡量方案距理想方案與負(fù)理想方案距離的相對(duì)貼近度函數(shù)類型影響工藝方案決策的指標(biāo)體系①系統(tǒng)性原則框架構(gòu)建城鎮(zhèn)污水處理廠工藝方案決策各指標(biāo)之間存在著相互聯(lián)系相互制約的關(guān)系，所以它是一個(gè)多屬性、多層次的決策問(wèn)題。整個(gè)指標(biāo)體系呈現(xiàn)出明顯的樹(shù)形結(jié)構(gòu)。②典型性原則③動(dòng)態(tài)性原則④簡(jiǎn)明科學(xué)性原則⑤可比、可操作、可量化原則⑥綜合性原則原則污水處理廠工藝方案決策的指標(biāo)體系序號(hào)指標(biāo)要素評(píng)價(jià)指標(biāo)符號(hào)1經(jīng)濟(jì)指標(biāo)基建投資C12運(yùn)行費(fèi)用C23技術(shù)指標(biāo)SS去除率C34COD去除率C45BOD去除率C56氨氮去除率C67總磷去除率C78出水穩(wěn)定性C89管理指標(biāo)運(yùn)行管理難易程度C910資源與環(huán)境指標(biāo)污泥產(chǎn)生量C1011占地面積C11四、污水處理廠工藝方案決策模型方案決策步驟①建立樹(shù)形評(píng)價(jià)指標(biāo)體系②評(píng)價(jià)指標(biāo)值的定量化和規(guī)范化③評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的確定④污水處理廠工藝方案優(yōu)選工藝方案模型的建立工藝方案模型的建立工藝方案模型的建立工藝方案模型的建立工藝方案模型的建立工藝方案模型的建立

本文針對(duì)污水處理廠工藝方案優(yōu)化選擇決策進(jìn)行研究，優(yōu)化模型中引入了灰色理論和熵權(quán)理論的多目標(biāo)決策思想，