申請日2017.09.22

　　公開(公告)日2018.01.16

　　IPC分類號C02F9/02; C02F9/14; C02F101/34; C02F101/36; C02F101/38; C02F103/34

　　摘要

　　本發明涉及水體中新興污染物的，涉及一種基于蒙特卡羅模擬的含抗生素污水優化處理方法，主要包括：確定自變量;采用Matlab軟件，使用混合高斯模型對自變量分布進行擬合;在擬合得到的抗生素進水濃度分布函數中，進行隨機抽樣;選擇二級三級污水處理工藝組合;根據工藝組合，在去除率分布函數中分別進行隨機抽樣;計算總去除率及出水中抗生素的濃度;隨機抽樣得出抗生素在某一種工藝組合下的去除率范圍及均值;根據抗生素的類型選擇確定最優的工藝組合。采用蒙特卡羅模擬法，避免了傳統方法中操作繁瑣、費用較高的問題。

　　權利要求書

　　1.基于蒙特卡羅模擬的新興污染物污水優化處理方法,包括以下步驟：

　　(1)確定自變量，包括以下內容：

　　a)、城市污水處理廠進水中抗生素的濃度;

　　b)、二級處理工藝對抗生素的去除率范圍;

　　c)、三級處理工藝對抗生素的去除率范圍;

　　(2)描述自變量的概率分布，采用Matlab軟件，使用混合高斯模型對自變量分布進行擬合;

　　(3)在擬合得到的抗生素進水濃度分布函數中，進行隨機抽樣;

　　(4)選擇二級和三級污水處理工藝組合;

　　(5)根據工藝組合，在去除率分布函數中分別進行隨機抽樣;

　　(6)計算總去除率及出水中抗生素的濃度;

　　(7)隨機抽樣得出抗生素在任何一種工藝組合下的去除率范圍及均值;

　　(8)根據抗生素的類型選擇確定最優的工藝組合。

　　說明書

　　基于蒙特卡羅模擬的新興污染物污水優化處理方法

　　技術領域

　　本發明涉及水體中新興污染物的，涉及一種基于蒙特卡羅模擬的含抗生素污水優化處理方法。

　　背景技術

　　隨著經濟的快速發展，水體中新型污染物的得到了大量的使用。新興污染物主要包括抗生素、消炎藥、中樞興奮藥等常見藥用化合物以及護膚品、化妝品、洗滌劑等日常護理用品。通常，新型污染物會隨著污水一起流入城市生活污水處理廠。抗生素作為一種報道次數多、檢出率高的一種新興污染物，常常難以被常規污水處理工藝(如活性污泥法)去除。研究表明，深度處理工藝可以比較有效地實現對污染物的去除，而實際情況中城市污水處理廠常采用常規工藝與深度處理工藝的組合。因此，如何為抗生素選擇最優的工藝組合來實現最大的去除率成為了關鍵問題。

　　由于通常情況下污水中抗生素的濃度極低，常使用高效液相色譜-質譜聯用技術測定污水中的抗生素濃度。這種方法存在操作繁瑣、費用較高等問題。近年來，一種應用蒙特卡羅模擬來研究環境中新興污染物歸趨的數學方法得到了廣泛的應用。蒙特卡羅模擬是一種利用隨機數進行數值模擬的方法，主要依據概率統計理論中的中心極限定理和大數定律，并在此基礎上通過隨機抽樣的方式反映所研究問題發生的某種規律。

　　發明內容

　　本發明的目的在于克服傳統方法中操作繁瑣、費用較高的問題，提供一種基于蒙特卡羅模擬的新興污染物污水優化處理方法，該方法提高了污水處理工藝組合對抗生素的處理率，同時降低了城市污水處理廠最終出水中抗生素的環境風險。

　　本發明的技術方案:基于蒙特卡羅模擬的新興污染物污水優化處理方法,包括以下步驟：

　　(1)確定自變量，包括以下內容：

　　a)、城市污水處理廠進水中抗生素的濃度;

　　b)、二級處理工藝對抗生素的去除率范圍;

　　c)、三級處理工藝對抗生素的去除率范圍;

　　(2)描述自變量的概率分布，采用Matlab軟件，使用混合高斯模型對自變量分布進行擬合;

　　(3)在擬合得到的抗生素進水濃度分布函數中，進行隨機抽樣;

　　(4)選擇二級和三級污水處理工藝組合;

　　(5)根據工藝組合，在去除率分布函數中分別進行隨機抽樣;

　　(6)計算總去除率及出水中抗生素的濃度;

　　(7)隨機抽樣得出抗生素在任何一種工藝組合下的去除率范圍及均值;

　　(8)根據抗生素的類型選擇確定最優的工藝組合。

　　與現有技術相比，本發明具有的優點：

　　(1)本發明得到的去除率是在查閱大量文獻調研的基礎上，并結合污水處理廠實際的去除率，進行十萬次蒙特卡羅隨機抽樣過程的結果，具有一定的數學意義和物理意義，是可信的;

　　(2)采用蒙特卡羅模擬法，避免了傳統方法中操作繁瑣、費用較高的問題，可以根據抗生素自身的物理化學性質選擇最優的污水處理工藝組合，從而提高污水處理廠的處理效率。