一種城市污水處理過(guò)程出水指標(biāo)在線軟測(cè)量預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種城市污水處理過(guò)程出水指標(biāo)在線軟測(cè)量預(yù)測(cè)方法，該方法首先采用以相關(guān)性為原則和遞歸偏最小二乘法為局部模型的即時(shí)學(xué)習(xí)模型結(jié)構(gòu)，同時(shí)基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論對(duì)模型自身不確定性進(jìn)行描述，該模型可以充分反映污水處理過(guò)程不確定性、大滯后等特點(diǎn)，預(yù)測(cè)結(jié)果的解釋性更強(qiáng)，控制人員可以及時(shí)調(diào)整曝氣池的曝氣量、回流量等工藝變量，維持物料平衡和細(xì)菌種群平衡，充分實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的高效去除。
【專利說(shuō)明】一種城市污水處理過(guò)程出水指標(biāo)在線軟測(cè)量預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市污水處理的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種基于即時(shí)學(xué)習(xí)算法和統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論提出了帶有模型不確定描述的城市污水處理過(guò)程出水指標(biāo)在線軟測(cè)量預(yù)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]污水處理是采取特定工藝將污水中的污染物分離出去或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，從而凈化污水的一個(gè)過(guò)程。但是污水處理過(guò)程的生產(chǎn)條件惡劣，隨機(jī)干擾嚴(yán)重，并且具有多輸入、多輸出、不確定性、強(qiáng)非線性、大滯后、大時(shí)變等特點(diǎn)，使得該過(guò)程發(fā)雜，難以用機(jī)理模型進(jìn)行準(zhǔn)確的描述。此外，由于污水處理系統(tǒng)復(fù)雜性，有一些重要出水指標(biāo)(如bod5、cod、svi等)無(wú)法在線實(shí)時(shí)測(cè)量，bod5是污水處理過(guò)程中重要的出水指標(biāo)，用于檢測(cè)水體中有機(jī)污染物情況，它直接影響著污水廠的生產(chǎn)運(yùn)行。研制新型硬件檢測(cè)儀表雖然可以直接解決bod5的檢測(cè)問(wèn)題，但是污水處理過(guò)程反應(yīng)復(fù)雜，導(dǎo)致硬件儀表的檢測(cè)精度有限，在線儀表維護(hù)成本高。污水處理的生化反應(yīng)過(guò)程易受污水的濃度、天氣、氣溫、時(shí)間變化的影響，國(guó)際水質(zhì)協(xié)會(huì)IWA (International Water Association)制定的污水生化處理過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)模型是在特定的環(huán)境下制定出來(lái)的，具有很大的局限性。當(dāng)污水的濃度、天氣、氣溫、時(shí)間變化時(shí)，所反映出的溶解氧和出水指標(biāo)值與標(biāo)準(zhǔn)模型得出的值有很大的偏差。需要針對(duì)污水處理的生化反應(yīng)特點(diǎn)，根據(jù)污水處理廠的實(shí)際檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行出水水質(zhì)預(yù)測(cè)模型研究，借助建模的各種理論與方法，包括數(shù)據(jù)的預(yù)處理、模型的建立、模型的校正等環(huán)節(jié)，為污水處理廠建立適用的出水水質(zhì)預(yù)測(cè)模型。軟測(cè)量為此提供了新的解決途徑，其基本思路是通過(guò)易于在線測(cè)量的變量建立合適的模型預(yù)測(cè)難于測(cè)量的變量。近年來(lái)軟測(cè)量技術(shù)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，其研究領(lǐng)域涉及到石油、化工、環(huán)保等領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有的污水水質(zhì)軟測(cè)量預(yù)測(cè)模型(例如基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)模型等)都未考慮實(shí)際的污水處理過(guò)程中，作為模型輸入變量的關(guān)鍵工藝參數(shù)的檢測(cè)儀表容易漂移甚至故障的問(wèn)題，本發(fā)明不僅通過(guò)軟測(cè)量模型預(yù)測(cè)水質(zhì)關(guān)鍵參數(shù)，同時(shí)對(duì)模型偏差進(jìn)行在線修正，對(duì)模型不確定性進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，作為模型預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性評(píng)價(jià)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種城市污水處理過(guò)程出水指標(biāo)在線軟測(cè)量預(yù)測(cè)方法，該方法不僅能夠提供污水水質(zhì)出水指標(biāo)的預(yù)測(cè)值，同時(shí)給出了基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的模型不確定性描述，充分反映污水處理過(guò)程不確定性、大滯后等特點(diǎn)，根據(jù)軟測(cè)量預(yù)測(cè)結(jié)果，控制人員可以及時(shí)調(diào)整曝氣池的曝氣量、回流量等工藝變量，維持物料平衡和細(xì)菌種群平衡，充分實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的高效去除。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:一種城市污水處理過(guò)程出水指標(biāo)在線軟測(cè)量預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟:
[0006]1)將從污水廠獲取的數(shù)據(jù)中去除超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差3倍的數(shù)據(jù)，之后再將余下數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理:[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種城市污水處理過(guò)程出水指標(biāo)在線軟測(cè)量預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將從污水廠獲取的數(shù)據(jù)中去除超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)差3倍的數(shù)據(jù)，之后再將余下數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種城市污水處理過(guò)程出水指標(biāo)在線軟測(cè)量預(yù)測(cè)方法，其特征在于:步驟3)中 第③點(diǎn)所述的校驗(yàn)集合是空間G中與新來(lái)數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)間最近的，新來(lái)采樣時(shí)刻d的采樣點(diǎn)以前的一段數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103632032SQ201310503546
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】劉乙奇, 李艷, 黃道平 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)