2024年6月11日发(作者：梁丘古韵)
第２Ｏ卷第４期
２０１２年８月
安徽建筑＿Ｔ－业学院学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａ１ ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖ０Ｉ．２Ｏ Ｎｏ．４
Ａｕｇ．２０１２
基于ＡＲＭＡ模型的自生动态膜生物反应器
中试装置出水ＣＯＤ预测
黄小红
（安徽沃特星水处理运营有限公司，合肥２３００３１）
摘要：根据污水厂大量的在线监测数据对进水ＣＯＤ建立了ＡＲＭＡ预测模型，并结合自生动态膜生物反应
器中试装置，利用莫诺方程求解出适应该装置的进出水ＣＯＤ对应关系，最终达到对装置出水ＣＯＤ进行短期
预测的效果。
关键词：ＡＲＭＡ模型；莫诺方程；ＣＯＤ预测
中图分类号：Ｘ３２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４５４０（２０１２ Ｊ０４—０７５—０３
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ ｏｆ Ｓｅｌｆ－Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｂｉｏ－Ｒｅａｃｔｏｒ
ｐｉｌｏｔ－ｓｃａｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＡＲＭＡ ｍｏｄｅｌ
ＨＵＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｈｏｎｇ
（Ａｎｈｕｉ Ｗａｔｅｒｓｔａｒ ｗａｔｅｒ Ｄｉｓｐｏｓａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｅｆｅｉ ２３００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＲＭＡ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｂｕｉｌｄ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ Ｏｎ－ｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｓｅｌｆ－Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｂｉｏ—Ｒｅａｃ—
ｔｏｒ ｐｉｌｏｔ—ｓｃａｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ ａｎｄ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ Ｕ—
ｓｉｎｇ Ｍｏｎｏｄ ｅｑｕａｔｉｏｎ，ｆｉｎａｌｌｙ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ—ｔｅｒｍ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＲＭＡ ｍｏｄｅｌ；Ｍｏｎｏｄ ｅｑｕａｔｉｏｎ；ＣＯＤ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ
ｌ 引 言
ＡＲＭＡ模型对污水厂进水ＣＯＤ进行预测，利用
莫诺方程建立自生动态膜生物反应器进出水
ＣＯＤ对应关系，便于对出水ＣＯＤ的短期预测。
污水经生化处理后，出水有机物排入水体中，
在有溶解氧的条件下，会同时存在微生物呼吸作
用的耗氧与大气向水体复氧的过程。若排人的有
机物量超过水体的环境容量，则好氧速度会超过
复氧速度，水体出现缺氧甚至无氧；在水体缺氧的
２ ＡＲＭＡ模型
ＡＲＭＡ方法是一种精确度较高的短期时间
序列预测方法。ＡＲＭＡ模型［１］的一般形式为：
条件下由于厌氧微生物的作用，有机物被降解为
ＣＨ ，ＣＯ ，ＮＨ。及少量ＨｚＳ等有害有臭气体，使
Ｘｔ＝∑ ｘ 一∑ 口 ＋口 式中， 和 分别
ｉ一１ Ｊ＝１
水质恶化“黑臭”。为避免水质恶化情况的发生，
对处理后排放水中的化学需氧量进行预测，以便
于及时调整运行参数便显得尤为重要。本文采用
收稿日期：２０１２—０４－２８
表示ＡＲ部分和ＭＡ部分的阶数， 、 分别为各
部分的模型参数，｛ａ ）为白噪声序列，可见ｔ时刻
的观测值可以用 时刻之前的观测值ｘ 及 时
作者简介：黄小红（１９８５一），女，主要研究方向城镇污水处理理论与技术。
７６ 安徽建筑ｓ－，＿ｌｋ学院学报（自然科学版） 第２Ｏ卷
刻之前进入系统的随机干扰 来逼近，在ｔ时刻
ａ 是不可观测的随机性干扰，Ｘ的随机性正是由
于乜 的随机性所导致的。运用ＡＲＭＡ模型的建
模及预测步骤：
①准备阶段：在得到一组样本数据后，应首先
检验该数据的平稳性及零均值性，若不满足上述
性质，则需作平稳化及零均值化处理；②模式识
别：根据已知的样本数列，判断该序列属于何种模
型，其阶数是多少；③参数估计：在已识别的模型
及其阶数的基础上，对模型参数进行估计，求出初
始模型；④模型检验：用统计检验的方法对初始模
型的合理性进行检验；⑤进行预测：若模型通过检
验，即可用此模型对序列的未来值进行预测。
３ 污水厂进水ＣＯＤ预测
现拟用该方法对某污水厂进水ＣＯＤ进行短
期预测，并结合在该污水厂搭建的中试反应器装
置，利用莫诺方程求解出通过反应器后的出水
Ｃ０Ｄ浓度，最终达到通过对进水Ｃ０Ｄ建立的预
测模型，进而转化为对出水ＣＯＤ的短期预测的
效果，便于根据对出水值的预测及时调整反应器
的相应操作条件。
考虑到中试现场的取水样时间，故而选取污
水厂２０１２年４月１日至２０１１年７月３１日每天
上午９时的在线监测进水ＣＯＤ数据，以其中４月
ｌ号至７月２４号的数据为原始数据，用于建模。
将收集的数据运用非参数检验法＿２］检验其平
稳性，用的统计量为：
一
进猩 ＝鎏堡 游程标准差 望 一 二 ｚ （］、
式中 一 ＋１研一ＬＦＺＮ，Ｎ ２（２
ＮＩＮ￣
－
Ｎ）
］ ，
（Ｎ
—
１）
－Ｊ
Ｎ—Ｎ１＋Ｎ２，Ｎ１为“＋”出现的次数，为５９；Ｎ２为
“
一
”出现的次数，为５６；），为游程的总数，为５８。经
计算，对于ａ：＝＝０．０５的显著性水平，ｌ Ｚ Ｊ一０．０８６
＜１．９６ａ ：＝＝１０．４６，认为该序列为平稳的时间序
列，并对其作零均值化处理，进而计算其自相关
（ＡＣＦ）及偏相关（ＰＡＣＦ）函数，会发现自相关及
偏相关函数均呈现拖尾性，故其适合ＡＲＭＡ
模型。
对平稳系统来说，可以用ＡＲＭＡ（ｎ，ｎ—１）模
型为一般形式建立模型ｌ＿３］，通过对比最终选择的
预测模型为：
Ｘ一一０．３５４Ｘ，一１＋０．９２３Ｘ 一２＋０．３８６Ｘ 一３
＋以 ＋口 一ｌ （２）
此外，通过计算Ｌｊｕｎｇ－－Ｂｏｘ统计量Ｑ—Ｎ（Ｎ＋
坚Ⅳ） ＾
２）∑（Ｎ一是）１ｐｌ，式中Ｎ为样本数，志为滞后，
一
１
Ａ
Ｌ（Ｎ）取１８， 为｛ａ ｝的估计值。得Ｑ值为
１７．８５７，小于矮１（１４）一２１．０６４及 。５（１４）＝
２３．６８５，均表明该模型适用。
利用该模型对污水厂进水ＣＯＤ的拟合效果
如图１所示，拟合值的最小相对误差为０．２６ ，
平均相对误差为２Ｏ．３４ ，从图中两条曲线高度
接近可见利用所选模型对原有数据的拟合效果
较好。
犬毅
图１ ９．１—９．２４号观测值与拟合值对比图
用该模型对污水厂１２．２５—１２．３１号的进水
ＣＯＤ进行预测，其效果如图２所示。这里采用平
均相对误差和均等系数评价预测效果的优劣。预
测值的平均相对误差为１２．９４ ，均等系数为
０．９２３０，预测结果可视为满意。
ｌ ８０
１６０
１４０
—
】２ｏ
县１００
。８０
０
ｕ ６０
４０
２０
０
天数
图２ １２．２５—１２．３１号观测值与预测值对比图
４反应器出水ＣＯＤ预测
我们在该污水厂搭建了一座自生动态膜生物
反应器中试装置，此反应器内的流态为完全混合
流［ ，中试系统中的有机底物进行物料平衡，
则有：
』０
Ｓ。Ｑ—Ｑｓ ＋ 一０ （３）
Ｃ
式中Ｓ。为进水有机物浓度；Ｑ为处理水量；Ｓ 为
第４期 黄小红：基于ＡＲＭＡ模型的自生动态膜生物反应器中试装置出水ＣＩＯＤ预测
一
７７
出水有机物浓度；Ｖ为反应器有效容积。
莫诺于１９４２年用纯种的微生物在单一底物
的培养基上进行了微生物增殖速率与底物浓度之
间关系的试验，得到莫诺方程 ］式：
Ｑ １＋Ｑ ３ ＋Ｑ国 卜３＋ ＋ａｉｄ
～
——Ｔ
（式中以 Ｓ０代替（１）式中的ｘ） （７）
即在一定的污泥浓度条件下，水力停留时间
基本恒定时，可根据由ＡＲＭＡ模型对进水ＣＯＤ
一 一ｘ雳一ＶＶｍａ 丽ＸＳ丽
一
（４）
的预测，求得经反应器处理后的出水ＣＯＤ的预
式中 为有机底物降解速度；‰ 为有机底物的
最大比降解速度，ｔ一；Ｘ为混合液中活性污泥总
量；Ｓ为有机底物浓度；Ｋ 为饱和常数。
自生动态膜生物反应器中，滤膜的表面会生
成滤饼生物膜，滤饼生物膜对出水ＣＯＤ有一定
的截阻能力，但这种截阻能达到假稳态（或稳定
化），故滤饼生物膜对出水ＣＯＤ的影响忽略不
计。最终可得如下关系式：
Ｑ（Ｓｏ～Ｓ ） Ｓ ０－Ｓｅ一 （５）
式中ｔ为水力停留时间。将（４）式取倒数，按直线
方程ｙ：ａＸ＋６考虑，利用图解法求解常数值Ｋｚ
Ｖｍ
＝＝—
ａｘ
—
Ｋ 。
利用１１月份１０天的实测反应装置进出水数
据求解。反应器有效容积为２．５ｍ。。经计算得，
Ｋ２—８．１３×１０＿。，则由（４）式得
Ｓ 一
１＋ＫｚＸｔ
Ｓ０
Ｓｏ
１＋８．１３×１０。Ｘｔ （６）
式中Ｓ。为进水ＣＯＤ浓度，（ｍｇ／Ｌ）；Ｘ为污泥浓
度，（ｍｇ／Ｌ）；ｔ为水力停留时间，（ｄ）。
由（５）式并结合进水ＣＯＤ预测模型，可得如
下关系式：
测值。
５结束语
对污水厂进水ＣＯＤ建立了ＡＲＭＡ预测模
型，取得了满意的预测效果，并将中试反应器出水
与污水厂进水ＣＯＤ之间建立了对应关系，可实
现对反应器出水ＣＯＤ的短期预测。有利于根据
预测值是否达标，判断反应器的工作状况，便于对
反应器的操作条件进行及时的、必要的调整，如调
整曝气量的大小、污泥负荷等来保证出水水质。
参考文献
１段智彬，孙恩昌，张延华，董燕基于ＡＲＭＡ模型的网
络流量预测ＥＪ；．中国电子科学研究院学报，２００９，４（４）：
３５２—３５４．
２张树京，齐立心．时间序列分析简明教程ＥＭＪ．北京：清
华大学出版社，２００３．
３王振龙，胡永宏．应用时间序列分析［Ｍ］．北京：科学出
版社，２００７．
４夏俊林．自生动态膜生物反应器处理城市污水的动态
研究［Ｄ］．北京：北京科技大学硕士论文，２００５．
５张自杰，林荣忱，金儒霖．排水工程下册（第４版）
［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００６．
（责任编辑：王颖）
2024年6月11日发(作者：梁丘古韵)
第２Ｏ卷第４期
２０１２年８月
安徽建筑＿Ｔ－业学院学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａ１ ｏｆ Ａｎｈｕｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ＆Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖ０Ｉ．２Ｏ Ｎｏ．４
Ａｕｇ．２０１２
基于ＡＲＭＡ模型的自生动态膜生物反应器
中试装置出水ＣＯＤ预测
黄小红
（安徽沃特星水处理运营有限公司，合肥２３００３１）
摘要：根据污水厂大量的在线监测数据对进水ＣＯＤ建立了ＡＲＭＡ预测模型，并结合自生动态膜生物反应
器中试装置，利用莫诺方程求解出适应该装置的进出水ＣＯＤ对应关系，最终达到对装置出水ＣＯＤ进行短期
预测的效果。
关键词：ＡＲＭＡ模型；莫诺方程；ＣＯＤ预测
中图分类号：Ｘ３２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４５４０（２０１２ Ｊ０４—０７５—０３
Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ ｏｆ Ｓｅｌｆ－Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｂｉｏ－Ｒｅａｃｔｏｒ
ｐｉｌｏｔ－ｓｃａｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＡＲＭＡ ｍｏｄｅｌ
ＨＵＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｈｏｎｇ
（Ａｎｈｕｉ Ｗａｔｅｒｓｔａｒ ｗａｔｅｒ Ｄｉｓｐｏｓａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｅｆｅｉ ２３００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＲＭＡ ｍｏｄｅｌ ｗａｓ ｂｕｉｌｄ ｔｏ ｐｒｅｄｉｃｔ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ａ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｌａｎｔ Ｏｎ－ｌｉｎｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｓｅｌｆ－Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｂｉｏ—Ｒｅａｃ—
ｔｏｒ ｐｉｌｏｔ—ｓｃａｌｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｎｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ ａｎｄ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ Ｕ—
ｓｉｎｇ Ｍｏｎｏｄ ｅｑｕａｔｉｏｎ，ｆｉｎａｌｌｙ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ—ｔｅｒｍ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｅｆｆｌｕｅｎｔ ＣＯＤ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＲＭＡ ｍｏｄｅｌ；Ｍｏｎｏｄ ｅｑｕａｔｉｏｎ；ＣＯＤ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ
ｌ 引 言
ＡＲＭＡ模型对污水厂进水ＣＯＤ进行预测，利用
莫诺方程建立自生动态膜生物反应器进出水
ＣＯＤ对应关系，便于对出水ＣＯＤ的短期预测。
污水经生化处理后，出水有机物排入水体中，
在有溶解氧的条件下，会同时存在微生物呼吸作
用的耗氧与大气向水体复氧的过程。若排人的有
机物量超过水体的环境容量，则好氧速度会超过
复氧速度，水体出现缺氧甚至无氧；在水体缺氧的
２ ＡＲＭＡ模型
ＡＲＭＡ方法是一种精确度较高的短期时间
序列预测方法。ＡＲＭＡ模型［１］的一般形式为：
条件下由于厌氧微生物的作用，有机物被降解为
ＣＨ ，ＣＯ ，ＮＨ。及少量ＨｚＳ等有害有臭气体，使
Ｘｔ＝∑ ｘ 一∑ 口 ＋口 式中， 和 分别
ｉ一１ Ｊ＝１
水质恶化“黑臭”。为避免水质恶化情况的发生，
对处理后排放水中的化学需氧量进行预测，以便
于及时调整运行参数便显得尤为重要。本文采用
收稿日期：２０１２—０４－２８
表示ＡＲ部分和ＭＡ部分的阶数， 、 分别为各
部分的模型参数，｛ａ ）为白噪声序列，可见ｔ时刻
的观测值可以用 时刻之前的观测值ｘ 及 时
作者简介：黄小红（１９８５一），女，主要研究方向城镇污水处理理论与技术。
７６ 安徽建筑ｓ－，＿ｌｋ学院学报（自然科学版） 第２Ｏ卷
刻之前进入系统的随机干扰 来逼近，在ｔ时刻
ａ 是不可观测的随机性干扰，Ｘ的随机性正是由
于乜 的随机性所导致的。运用ＡＲＭＡ模型的建
模及预测步骤：
①准备阶段：在得到一组样本数据后，应首先
检验该数据的平稳性及零均值性，若不满足上述
性质，则需作平稳化及零均值化处理；②模式识
别：根据已知的样本数列，判断该序列属于何种模
型，其阶数是多少；③参数估计：在已识别的模型
及其阶数的基础上，对模型参数进行估计，求出初
始模型；④模型检验：用统计检验的方法对初始模
型的合理性进行检验；⑤进行预测：若模型通过检
验，即可用此模型对序列的未来值进行预测。
３ 污水厂进水ＣＯＤ预测
现拟用该方法对某污水厂进水ＣＯＤ进行短
期预测，并结合在该污水厂搭建的中试反应器装
置，利用莫诺方程求解出通过反应器后的出水
Ｃ０Ｄ浓度，最终达到通过对进水Ｃ０Ｄ建立的预
测模型，进而转化为对出水ＣＯＤ的短期预测的
效果，便于根据对出水值的预测及时调整反应器
的相应操作条件。
考虑到中试现场的取水样时间，故而选取污
水厂２０１２年４月１日至２０１１年７月３１日每天
上午９时的在线监测进水ＣＯＤ数据，以其中４月
ｌ号至７月２４号的数据为原始数据，用于建模。
将收集的数据运用非参数检验法＿２］检验其平
稳性，用的统计量为：
一
进猩 ＝鎏堡 游程标准差 望 一 二 ｚ （］、
式中 一 ＋１研一ＬＦＺＮ，Ｎ ２（２
ＮＩＮ￣
－
Ｎ）
］ ，
（Ｎ
—
１）
－Ｊ
Ｎ—Ｎ１＋Ｎ２，Ｎ１为“＋”出现的次数，为５９；Ｎ２为
“
一
”出现的次数，为５６；），为游程的总数，为５８。经
计算，对于ａ：＝＝０．０５的显著性水平，ｌ Ｚ Ｊ一０．０８６
＜１．９６ａ ：＝＝１０．４６，认为该序列为平稳的时间序
列，并对其作零均值化处理，进而计算其自相关
（ＡＣＦ）及偏相关（ＰＡＣＦ）函数，会发现自相关及
偏相关函数均呈现拖尾性，故其适合ＡＲＭＡ
模型。
对平稳系统来说，可以用ＡＲＭＡ（ｎ，ｎ—１）模
型为一般形式建立模型ｌ＿３］，通过对比最终选择的
预测模型为：
Ｘ一一０．３５４Ｘ，一１＋０．９２３Ｘ 一２＋０．３８６Ｘ 一３
＋以 ＋口 一ｌ （２）
此外，通过计算Ｌｊｕｎｇ－－Ｂｏｘ统计量Ｑ—Ｎ（Ｎ＋
坚Ⅳ） ＾
２）∑（Ｎ一是）１ｐｌ，式中Ｎ为样本数，志为滞后，
一
１
Ａ
Ｌ（Ｎ）取１８， 为｛ａ ｝的估计值。得Ｑ值为
１７．８５７，小于矮１（１４）一２１．０６４及 。５（１４）＝
２３．６８５，均表明该模型适用。
利用该模型对污水厂进水ＣＯＤ的拟合效果
如图１所示，拟合值的最小相对误差为０．２６ ，
平均相对误差为２Ｏ．３４ ，从图中两条曲线高度
接近可见利用所选模型对原有数据的拟合效果
较好。
犬毅
图１ ９．１—９．２４号观测值与拟合值对比图
用该模型对污水厂１２．２５—１２．３１号的进水
ＣＯＤ进行预测，其效果如图２所示。这里采用平
均相对误差和均等系数评价预测效果的优劣。预
测值的平均相对误差为１２．９４ ，均等系数为
０．９２３０，预测结果可视为满意。
ｌ ８０
１６０
１４０
—
】２ｏ
县１００
。８０
０
ｕ ６０
４０
２０
０
天数
图２ １２．２５—１２．３１号观测值与预测值对比图
４反应器出水ＣＯＤ预测
我们在该污水厂搭建了一座自生动态膜生物
反应器中试装置，此反应器内的流态为完全混合
流［ ，中试系统中的有机底物进行物料平衡，
则有：
』０
Ｓ。Ｑ—Ｑｓ ＋ 一０ （３）
Ｃ
式中Ｓ。为进水有机物浓度；Ｑ为处理水量；Ｓ 为
第４期 黄小红：基于ＡＲＭＡ模型的自生动态膜生物反应器中试装置出水ＣＩＯＤ预测
一
７７
出水有机物浓度；Ｖ为反应器有效容积。
莫诺于１９４２年用纯种的微生物在单一底物
的培养基上进行了微生物增殖速率与底物浓度之
间关系的试验，得到莫诺方程 ］式：
Ｑ １＋Ｑ ３ ＋Ｑ国 卜３＋ ＋ａｉｄ
～
——Ｔ
（式中以 Ｓ０代替（１）式中的ｘ） （７）
即在一定的污泥浓度条件下，水力停留时间
基本恒定时，可根据由ＡＲＭＡ模型对进水ＣＯＤ
一 一ｘ雳一ＶＶｍａ 丽ＸＳ丽
一
（４）
的预测，求得经反应器处理后的出水ＣＯＤ的预
式中 为有机底物降解速度；‰ 为有机底物的
最大比降解速度，ｔ一；Ｘ为混合液中活性污泥总
量；Ｓ为有机底物浓度；Ｋ 为饱和常数。
自生动态膜生物反应器中，滤膜的表面会生
成滤饼生物膜，滤饼生物膜对出水ＣＯＤ有一定
的截阻能力，但这种截阻能达到假稳态（或稳定
化），故滤饼生物膜对出水ＣＯＤ的影响忽略不
计。最终可得如下关系式：
Ｑ（Ｓｏ～Ｓ ） Ｓ ０－Ｓｅ一 （５）
式中ｔ为水力停留时间。将（４）式取倒数，按直线
方程ｙ：ａＸ＋６考虑，利用图解法求解常数值Ｋｚ
Ｖｍ
＝＝—
ａｘ
—
Ｋ 。
利用１１月份１０天的实测反应装置进出水数
据求解。反应器有效容积为２．５ｍ。。经计算得，
Ｋ２—８．１３×１０＿。，则由（４）式得
Ｓ 一
１＋ＫｚＸｔ
Ｓ０
Ｓｏ
１＋８．１３×１０。Ｘｔ （６）
式中Ｓ。为进水ＣＯＤ浓度，（ｍｇ／Ｌ）；Ｘ为污泥浓
度，（ｍｇ／Ｌ）；ｔ为水力停留时间，（ｄ）。
由（５）式并结合进水ＣＯＤ预测模型，可得如
下关系式：
测值。
５结束语
对污水厂进水ＣＯＤ建立了ＡＲＭＡ预测模
型，取得了满意的预测效果，并将中试反应器出水
与污水厂进水ＣＯＤ之间建立了对应关系，可实
现对反应器出水ＣＯＤ的短期预测。有利于根据
预测值是否达标，判断反应器的工作状况，便于对
反应器的操作条件进行及时的、必要的调整，如调
整曝气量的大小、污泥负荷等来保证出水水质。
参考文献
１段智彬，孙恩昌，张延华，董燕基于ＡＲＭＡ模型的网
络流量预测ＥＪ；．中国电子科学研究院学报，２００９，４（４）：
３５２—３５４．
２张树京，齐立心．时间序列分析简明教程ＥＭＪ．北京：清
华大学出版社，２００３．
３王振龙，胡永宏．应用时间序列分析［Ｍ］．北京：科学出
版社，２００７．
４夏俊林．自生动态膜生物反应器处理城市污水的动态
研究［Ｄ］．北京：北京科技大学硕士论文，２００５．
５张自杰，林荣忱，金儒霖．排水工程下册（第４版）
［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，２００６．
（责任编辑：王颖）