【正文】 極限值為 到 ）時(shí)占主要地位。借助于一個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)模型，相應(yīng)的金屬濃度隨后被預(yù)測(cè)出來。為了使工作更有效，精確，當(dāng)然，預(yù)測(cè)誤差必須被減少或者糾正，預(yù)測(cè)誤差只有在如下情況下才是有價(jià)值的，測(cè)量值和預(yù)測(cè)值確實(shí)是存在不同。因此，在這項(xiàng)研究中，我們依靠在實(shí)踐活動(dòng)中的不斷觀察，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用是由于它對(duì)數(shù)據(jù)獨(dú)特的處理能力和預(yù)測(cè)能力，從而利用 ph 值和其他相關(guān)的因素對(duì)金屬溶解度的及時(shí)預(yù)測(cè)來替代離線分析工作。這就說明， ph 值就是這個(gè)操作過程中最 重要的因素。 實(shí)驗(yàn)室分析是時(shí)間消耗，它通?；ㄙM(fèi)幾小時(shí)并且代價(jià)也比較昂貴。因此，要求的批操作時(shí)間是污泥性質(zhì)的一種功能， 同時(shí)，濾去的效率并且趨向于從情況到變化情況。在實(shí)踐中，污泥中的重金屬往往被過度降解，就是說，在生物濾除后，污泥中濃縮的重金屬遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)水平。它要求在污泥中的重金屬減少到合理的水平時(shí)停止批量操作。一些研究（泰爾基 1993；斯里克斯曼 1993）有在數(shù)學(xué)的模擬和仿真上使用氧化硫細(xì)菌的濾除程序被實(shí)施。在這些污泥在土地里被分解之前，污泥中的重金屬含量被減少到一個(gè)合理的水平（弗萊斯， 1987）。在濾除操作中，由于在線測(cè)量可溶解金屬濃度存在實(shí)際的困難，現(xiàn)行的方法是在反應(yīng)系統(tǒng)對(duì) pH 值的測(cè)量。為了監(jiān)控金屬溶解，與弱酸性細(xì)菌和酸性細(xì)菌一致的，生物濾除程序模型被開發(fā)出來。重金屬從污泥中的去除，可以通過加酸，也可以通過微生物濾去。然而，很少在高級(jí)的監(jiān)視器上已被報(bào)告對(duì)這種過程的理想的控制。然而，由于在線對(duì)金屬濃度測(cè)量措施有關(guān)的實(shí)際的困難，批量操作會(huì)直到它自然終止。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，往往是因?yàn)?pH低于 ，并且有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物被分解了。明顯，對(duì)于重金屬最初在污泥中比較低的情況，批操作時(shí)間實(shí)際上要求必須比 120 小時(shí)短。對(duì)金屬溶解度頻繁的實(shí)驗(yàn)室分析是不可取的，至少現(xiàn)階段是不現(xiàn)實(shí)的。其他因素諸如污泥種類（難消化的，厭氧消化，3 或者厭氧消化污泥）和污泥中金屬的初始濃度也影響金屬的溶解度（斯里克里斯曼，1993）。 由于對(duì)污的泥特性認(rèn)知的的不同程度，污泥中初始金屬濃度的變更，操作條件如操作溫度的變更，使得生物濾除程序有隨時(shí)間變動(dòng)的自然屬性。結(jié)果，金屬濃度需要離線測(cè)量，但在整個(gè)操作過程中只有一次。隨著這些動(dòng)態(tài)的預(yù)測(cè)的可行性，為了彌補(bǔ)預(yù)測(cè)誤差，在這項(xiàng)研究中，一種高級(jí)的操作方法最終被發(fā)明出來。這些菌種通過氧化大自然中的硫化物來產(chǎn)生硫酸，從而使媒介的 ph 值變低，金屬的溶解就發(fā)生在這個(gè)階段。 便于聯(lián)機(jī)的改進(jìn)型卡爾曼過濾器 p H 預(yù)測(cè) 盡管中介的 ph 值很容易在線測(cè)量，由于它隨機(jī)的自然屬性，在幾小時(shí)前精確地預(yù)言這參數(shù)一數(shù)字的未來價(jià)值，來滿足操作目的是困難的。實(shí)驗(yàn)證據(jù)（布萊斯 1992,；斯里克斯曼 1993）顯示中介里 ph 值決定于細(xì)菌產(chǎn)生 H2SO4的速率，依次的是，污泥的種類，污泥顆粒濃度，污泥中每種細(xì)菌的初始濃度，操作發(fā)生的溫度。 為了減小隨機(jī)誤差對(duì)系統(tǒng)模型建立和測(cè)量的影響，從而使在線測(cè)量成功，一個(gè)隨機(jī)模型被首次建立起來。 生物濾除的隨機(jī)模型方程式涉及弱酸性細(xì)菌（ N1），它發(fā)生在操作的第一的階段，如下： N1， T+1=f11， T（ N1， T,ST,pHT） +w11， T （ 1） S1， T+1=f12， T（ N1， T,ST,pHT） +w12， T （ 2） PhT+1=f13， T（ N1， T,ST,pH） +w13， T （ 3） 生物濾除的隨機(jī)模型方程式涉及弱酸性細(xì)菌（ N2），它發(fā)生在操作的第二的階段，如下： N2， T+1=f21， T（ N2， T,ST,pHT） +w21， T （ 4） ST+1=f22， T（ N2， T,ST,pHT） +w22， T （ 5） PhT+1=f23， T（ N2， T,ST,pH） +w23， T （ 6） N1+N2=弱酸類加上酸類的濃度（ 105CFU/mL），細(xì)菌生長(zhǎng)和硫酸的濃度的詳細(xì)情況見附錄一。然而，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提供了一種很有特色的方法來弄清非線性間的復(fù)雜關(guān)系，而不用非得掌握模型構(gòu)造的知識(shí)。一個(gè)單獨(dú)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，如表格 2 中顯示的，對(duì)于單個(gè)任務(wù) 是很有用的。由于這些網(wǎng)絡(luò)依靠相同8 的指令工作，所以后來，它們就被組織到一塊從而形成了一套網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 向后傳播算法（羅梅哈特與莫克麗蓮 1987；榮娃拉和丹菲爾 1989），訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最常用的方法，被采用到這里來指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)產(chǎn)生典型的復(fù)雜輸入模式。線預(yù)測(cè)所需要的信息只有媒介的 ph 值，只是相當(dāng)容易測(cè)量的。這現(xiàn)象主要產(chǎn)生于由造成的初始的系統(tǒng)噪音，它包括定義不確切地的細(xì)菌和硫酸鹽濃度的初始的價(jià)值。在微生物濾除操作期間，金屬溶解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的百分比在表格 13 中顯示，表明所有的每一種金屬的初始百分比在濾除過程中決定金屬溶解到怎樣一個(gè)程度起著非常重要的角色。 對(duì)于每一種生物濾除操作， 11 套時(shí)間間隔為 12 小時(shí)的系列數(shù)據(jù)被記錄下來。 11 多層次的適當(dāng)?shù)臄?shù)字以及隱藏的每單個(gè)神經(jīng)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)由實(shí)驗(yàn)確定。在對(duì)生物濾除取樣數(shù)據(jù)模型的學(xué)習(xí)之后，不僅會(huì)得到一個(gè)好的適用數(shù)據(jù)模型，還會(huì)得到一個(gè)令人滿意 的對(duì)每種金屬溶解百分比的預(yù)測(cè)。它們當(dāng)中需要適當(dāng)改進(jìn)的操作參數(shù)有溫度以及所用硫化物的數(shù)量。第一個(gè)部分的主要的功能是輸入信息和數(shù)據(jù)，包括污泥類型，污泥顆粒濃度，污泥處理的規(guī)范，污泥中六種重金屬的最新濃度。在全部操作期間 p H 值被提前 六個(gè)小時(shí)使用 EKF 提前六個(gè)小時(shí)重復(fù)預(yù)測(cè)。 這項(xiàng)研究中金屬濾除程序的操作策略也可以用一張流程圖表達(dá)出來。 Ph 值，六種重金屬的溶解度會(huì)每隔半個(gè)小時(shí)同時(shí)執(zhí)行一遍，在通過 EKF 批操作和神經(jīng)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展期間可以各自提前 6 小時(shí)。除此之外，取樣和實(shí)驗(yàn)分析在整個(gè)濾除過程中只被執(zhí)行了一次。在這項(xiàng)特列中，神經(jīng)網(wǎng)模型需要用新數(shù)據(jù)改進(jìn)或重新訓(xùn)練。鉻： 。 在線預(yù)測(cè) 0. τ = 0； τ = I； .. 1. τ = 216 (相應(yīng)的 108 小時(shí)的操作時(shí)間，因?yàn)?ph 值每半個(gè)小時(shí)測(cè)量一遍 ) 2. p Hm(τ ) = (τ 時(shí)的 ph 值 ) 3. p H ( τ ) = ( τ 時(shí)使用 EKF 預(yù)測(cè) ph 值