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1.1 本书简介1

第1章 概述1

1.2 本书的主旨2

1.3 本书各部分的内容5

1.4 小结8

1.5 辅助阅读8

1.6 练习8

第1部分 建模9

第2章 废水处理过程动力学9

2.1 干扰9

2.2 污水处理的基本工艺流程10

2.3 营养物质去除过程的机理12

2.4 BNR（污染物的生物去除）的过程动力学15

2.5 建模的目的17

2.6 复杂的问题19

2.8 辅助阅读20

2.7 小结20

2.9 练习21

第3章 基本模型22

3.1 过程系统术语22

3.2 建模过程24

3.3 问题规范化25

3.4 基本动力学模型25

3.5 水力过程的建模26

3.6 对氧转移的建模29

3.7 对污染物质去除过程的建模31

3.8 模型校验33

3.9 结论35

3.10 辅助阅读36

3.11 练习36

4.1 生化法去除营养物质过程的建模37

第4章 高级模型37

4.2 对预发酵过程建模40

4.3 对厌氧消化过程建模42

4.4 对固定化膜工艺的建模43

4.5 再次对水力过程进行建模44

4.6 对沉淀和澄清过程建模48

4.7 对序批过程的建模53

4.8 小结55

4.9 辅助阅读55

4.10 练习56

第5章 经验和黑箱模型57

5.1 模型类型57

5.2 基本术语58

5.3 函数经验模型63

5.4 神经网络模型64

5.5 定性模型68

5.6 小结71

5.7 辅助阅读71

5.8 练习71

第6章 实验和数据筛选73

6.1 建模后的任务73

6.2 模型拟合问题73

6.3 获取稳态数据的实验74

6.4 动态数据实验76

6.5 数据筛选79

6.6 小结87

6.7 辅助阅读87

6.8 练习88

第7章 参数估计的原则89

7.1 缺点89

7.2 线性回归90

7.3 评价拟合92

7.4 非线性回归95

7.5 对简单时间序列模型的拟合96

7.6 时间序列分析98

7.7 非线性动态估计100

7.8 小结101

7.9 辅助阅读101

7.10 练习101

第8章 模型的拟合和校验103

8.1 总策略103

8.2 废水处理中进行拟合的特殊性105

8.3 废水特性105

8.4 水力过程的拟合106

8.5 氧转移过程的拟合107

8.6 动力学参数的拟合108

8.7 沉淀数据的拟合109

8.8 沉淀通量曲线的拟合110

8.9 小结112

8.10 辅助阅读112

8.11 练习112

第9章 仿真器114

9.1 谁需要仿真器114

9.2 基本特征115

9.3 模型116

9.4 仿真器特征119

9.5 仿真器的选择标准126

9.6 通用仿真器128

9.7 有特殊用途的仿真器133

9.8 购买者须知138

9.10 辅助阅读139

9.11 练习139

9.9 小结139

第2部分 诊断141

第10章 诊断简介141

10.1 问题的定义141

10.2 探测144

10.3 诊断的基本要素149

10.4 结果分析和建议150

10.5 所需信息151

10.6 小结154

10.7 辅助阅读154

10.8 练习155

第11章 质量管理156

11.1 质量的定义156

11.2 统计过程控制158

11.3 统计过程控制的基本工具162

11.4 统计过程控制的高级工具167

11.5 小结174

11.6 辅助阅读174

11.7 练习175

第12章 基于模型的诊断176

12.1 简介176

12.2 稳态模型177

12.3 状态估计177

12.4 回归参数估计184

12.5 小结188

12.6 辅助阅读188

12.7 练习189

第13章 基于知识的系统190

13.1 原理190

13.2 知识的表达192

13.3 不确定性的表达196

13.4 知识的获取199

13.6 小结200

13.5 基于知识系统（KBS）的工具200

13.7 辅助阅读201

13.8 练习202

第3部分 控制203

第14章 目标和策略203

14.1 问题的定义203

14.2 目标204

14.3 分等级的策略206

14.4 单元操作的目标207

14.5 处理厂运行目标220

14.6 小结224

14.7 辅助阅读224

14.8 练习225

15.1 干扰源226

第15章 干扰226

15.2 干扰的特征227

15.3 干扰的建模232

15.4 干扰的抑制234

15.5 小结237

15.6 辅助阅读237

15.7 练习237

第16章 操作变量239

16.1 水力学变量239

16.2 其他可操作变量241

16.3 约束243

16.4 可行性244

16.5 小结246

16.6 辅助阅读246

16.7 练习247

17.1 反馈控制环248

第17章 反馈控制248

17.2 反馈算法251

17.3 控制调节254

17.4 带选择器的控制器256

17.5 带有动态变量的反馈控制环257

17.6 串联反馈控制环261

17.7 营养物质去除过程的控制265

17.8 小结267

17.9 辅助阅读267

17.10 练习267

第18章 基于模型的控制器269

18.1 前馈补偿269

18.2 预测控制器272

18.3 通用模型控制器274

18.4 状态反馈控制器276

18.5 基于模型的DO控制277

18.6 污泥总量控制279

18.7 污染物去除的过程控制举例283

18.8 模糊控制286

18.9 基于模型的控制器设计289

18.10 小结290

18.11 辅助阅读291

18.12 练习291

第19章 序批式污水处理过程的控制293

19.1 简介293

19.2 应用293

19.3 表达294

19.4 操作顺序设计300

19.5 SBR的操作顺序301

19.6 小结304

19.7 辅助阅读304

19.8 练习304

20.1 优化305

第20章 实际污水处理厂的控制305

20.2 优化技术311

20.3 实际污水处理厂的控制315

20.4 小结319

20.5 辅助阅读319

20.6 练习319

第21章 效益分析321

21.1 系统过程321

21.2 交流321

21.3 可能的措施323

21.4 基本例子的定义324

21.5 效益评价324

21.6 小结328

21.7 辅助阅读328

21.8 练习328

22.2 传感器特征330

22.1 简介330

第4部分 仪器330

第22章 初级传感器330

22.3 测量物理变量的传感器332

22.4 废水的基本特征333

22.5 小结336

22.6 辅助阅读336

22.7 练习336

第23章 分析器338

23.1 简介338

23.2 采样系统338

23.3 营养物检测传感器的设计339

23.4 溶解氧的测量340

23.5 酸度的测量341

23.6 有机物浓度343

23.7 营养物分析器345

23.8 光学探头（光学传感器）347

23.9 呼吸仪348

23.10 微生物特性的检测349

23.11 小结350

23.12 辅助阅读350

23.13 练习350

第24章 执行器和控制器352

24.1 执行器352

24.2 信号传递过程357

24.3 基本控制仪器360

24.4 显示和报表363

24.5 系统信息通讯365

24.6 小结368

24.7 辅助阅读368

24.8 练习368

25.1 社会的需要和工业发展的趋势370

第5部分 展望370

第25章 展望370

25.2 SWOT分析371

25.3 管理政策372

25.4 团队系统职责373

25.5 ICA系统373

25.6 2025年的城镇废水系统374

25.7 研究和开发（R D）374

25.8 系统的教育375

25.9 小结376

25.10 辅助阅读376

附录377

附录A MATLAB支持软件377

附录B 简单的有机碳去除模型378

词汇表381

参考文献386