申请日2012.03.28
公开(公告)日2012.08.01
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明实施例公开了一种污水处理的工艺参数的调整方法及装置，所述方法首先进行采用活性污泥数学模型运行多组的工艺参数组合，得到对应的多个的模拟出水水质，再以模拟出水水质和与其对应的工艺参数组合为样本建立误差反向传播模型，确定出水水质和工艺参数组合的函数关系的预处理过程;再通过误差反向传播模型接收用户输入的期望出水水质，并按照确定的函数关系计算出目标工艺参数组合，将所述目标工艺参数输入污水处理系统。通过本发明实施例公开的污水处理的工艺参数的调整方法及装置，根据建立的模型和期望出水水质，就能够得到精确定量的工艺参数组合，利用得到的工艺参数组合来处理废水，避免了无效或低效操作，降低了污水处理成本。
权利要求书
1.一种污水处理的工艺参数的调整方法，其特征在于，包括：
预处理过程：
采用活性污泥数学模型运行n组不同的工艺参数组合，得到对应于所述n 组工艺参数组合的n个模拟出水水质，所述n为正整数且所述n不小于100;
将模拟出水水质和与其对应的工艺参数组合作为样本建立误差反向传播 模型;所述误差反向传播模型构建了模拟出水水质和工艺参数组合的函数关 系;
调整过程：
误差反向传播模型接收用户输入的期望出水水质，并按照所述出水水质 和工艺参数之间的函数关系，计算得到目标工艺参数组合;
将所述目标工艺参数输入污水处理系统。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述将模拟出水水质和与其 对应的工艺参数组合作为样本建立误差反向传播模型，包括：
依据预设的原则选取由模拟出水水质和与其对应的工艺参数组合组成的 样本，并将所述样本分为训练集和测试集;
采用所述训练集中的样本建立原始误差反向传播模型;
采用所述测试集中的样本来校验所述原始误差反向传播模型，得到误差 反向传播模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的原则为：
将不同模拟出水水质的差值处于预设相近范围内的模拟出水水质对应的 工艺参数进行比较，并选取工艺参数组合开销小的模拟出水水质和与其对应 工艺参数组合为样本;和，
将没有与自身差值处于预设相近范围内的模拟出水水质和与其对应的工 艺参数组合为样本。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述活性污泥数学模型为 活性污泥1号模型、活性污泥2号模型、活性污泥3号模型或活性污泥2D模 型。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将n组不同的工艺参数 组合在活性污泥数学模型中运行前，还包括：
对活性污泥数学模型进行修正。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模拟出水水质和所述 期望出水水质的检测指标包括出水化学需氧量值、氨根离子浓度、总氮浓度 和总磷浓度。
7.一种污水处理的工艺参数的调整装置，其特征在于，包括：
模拟处理模块，采用活性污泥数学模型运行n组不同的工艺参数组合， 得到对应于所述n组工艺参数组合的n个模拟出水水质，所述n为正整数且 所述n不小于100;
模型建立模块，用于将模拟出水水质和与其对应的工艺参数组合作为样 本建立误差反向传播模型;
参数获取模块，用于控制误差反向传播模型接收用户输入的期望出水水 质，并按照所述出水水质和工艺参数之间的函数关系，计算得到目标工艺参 数组合;
参数输入模块，用于将所述目标工艺参数输入污水处理系统。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述模型建立模块包括：
样本选取模块，用于依据预设的原则选取由模拟出水水质和与其对应的 工艺参数组合组成的样本，并将所述样本分为训练集和测试集;
原始模型建立模块，用于采用所述训练集中的样本建立原始误差反向传 播模型;
模型建立子模块，用于采用所述测试集中的样本来校验所述原始误差反 向传播模型，得到误差反向传播模型。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
模型修正模块，用于对所述活性污泥数学模型进行修正。
说明书
一种污水处理的工艺参数的调整方法及装置
技术领域
本发明涉及废水处理技术，更具体的说，是涉及一种污水处理的工艺参 数的调整方法及装置。
背景技术
活性污泥法是一种利用好氧生物处理废水的方法，此方法目前已被广泛 的应用到城镇污水的处理工作中。活性污泥法处理废水的原理是，在有氧状 态下利用活性污泥的代谢活动来处理废水;所述活性污泥由好氧微生物经过 大量繁殖后所形成的微生物群体及一些无机物、未被分解的有机物和所述好 氧微生物的分泌物组成;处理前，将空气或氧气通入活性污泥和废水的混合 液中，经一定时间的搅拌后进入二沉池，得到沉淀的生物固体和经活性污泥 处理后的废水。
但是，在污水处理厂处理污水的实际运行中，污水处理厂的进水水质、 水量及环境条件都是在不断变化的，这样，为了保证污水处理系统能够处于 最佳的运行状态，就需要根据活性污泥中微生物的代谢规律对工艺参数进行 调节控制。现有技术中，调整工艺参数是利用现有的活性污泥数学模型，如 活性污泥1号模型，根据污水处理厂现有的进水和操作条件在所述活性污泥 数学模型中的运行，预测出出水水质;当所述出水水质不符合要求时，操作 人员根据技术经验及时的调整工艺参数。
综上所述，现有技术中调整工艺参数是操作人员根据技术经验来调整的， 这样的调整存在模糊性，无法精确定量，可能为无效或低效操作，进而导致 污水处理厂运行效率低下，污水处理成本高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种污水处理的工艺参数调整的方法及装置， 以克服现有技术中由于操作人员根据技术经验来调整工艺参数而导致的工艺 参数的调整存在模糊性，无法精确定量的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种污水处理的工艺参数的调整方法，包括：
预处理过程：
采用活性污泥数学模型运行n组不同的工艺参数组合，得到对应于所述n 组工艺参数组合的n个模拟出水水质，所述n为正整数且所述n不小于100;
将模拟出水水质和与其对应的工艺参数组合作为样本建立误差反向传播 模型;所述误差反向传播模型构建了模拟出水水质和工艺参数组合的函数关 系;
调整过程：
误差反向传播模型接收用户输入的期望出水水质，并按照所述出水水质 和工艺参数之间的函数关系，计算得到目标工艺参数组合;
将所述目标工艺参数输入污水处理系统。
可选的，所述将模拟出水水质和与其对应的工艺参数组合作为样本建立 误差反向传播模型，包括：
依据预设的原则选取由模拟出水水质和与其对应的工艺参数组合组成的 样本，并将所述样本分为训练集和测试集;
采用所述训练集中的样本建立原始误差反向传播模型;
采用所述测试集中的样本来校验所述原始误差反向传播模型，得到误差 反向传播模型。
其中，所述预设的原则为：
将不同模拟出水水质的差值处于预设相近范围内的模拟出水水质对应的 工艺参数进行比较，并选取工艺参数组合开销小的模拟出水水质和与其对应 工艺参数组合为样本;和，
将没有与自身差值处于预设相近范围内的模拟出水水质和与其对应的工 艺参数组合为样本。
可选的，所述活性污泥数学模型为活性污泥1号模型、活性污泥2号模 型、活性污泥3号模型或活性污泥2D模型。
可选的，在将n组不同的工艺参数组合在活性污泥数学模型中运行前， 还包括：
对活性污泥数学模型进行修正。
其中，所述模拟出水水质和所述期望出水水质的检测指标包括出水化学 需氧量值、氨根离子浓度、总氮浓度和总磷浓度。
一种污水处理的工艺参数的调整装置，包括：
模拟处理模块，采用活性污泥数学模型运行n组不同的工艺参数组合， 得到对应于所述n组工艺参数组合的n个模拟出水水质，所述n为正整数且 所述n不小于100;
模型建立模块，用于将模拟出水水质和与其对应的工艺参数组合作为样 本建立误差反向传播模型;
参数获取模块，用于控制误差反向传播模型接收用户输入的期望出水水 质，并按照所述出水水质和工艺参数之间的函数关系，计算得到目标工艺参 数组合;
参数输入模块，用于将所述目标工艺参数输入污水处理系统。
可选的，所述模型建立模块包括：
样本选取模块，用于依据预设的原则选取由模拟出水水质和与其对应的 工艺参数组合组成的样本，并将所述样本分为训练集和测试集;
原始模型建立模块，用于采用所述训练集中的样本建立原始误差反向传 播模型;
模型建立子模块，用于采用所述测试集中的样本来校验所述原始误差反 向传播模型，得到误差反向传播模型。
可选的，还包括：
模型修正模块，用于对所述活性污泥数学模型进行修正。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明实施例公开了一种 污水处理的工艺参数的调整方法及装置，所述方法首先进行预处理过程，即 采用活性污泥数学模型运行不少于100组的工艺参数组合，得到对应的不少 于100个的模拟出水水质，再以模拟出水水质和与其对应的工艺参数组合为 样本建立误差反向传播模型，确定出水水质和工艺参数组合的函数关系;经 过上述预处理过程后，误差反向传播模型接收用户输入的期望出水水质，并 按照所述出水水质和工艺参数之间的函数关系，计算得到目标工艺参数组合， 并将所述目标工艺参数输入污水处理系统。通过本发明实施例公开的污水处 理的工艺参数的调整方法及装置，将活性污泥数学模型和人工智能算法中的 误差反向传播算法结合使用，根据建立的模型和期望出水水质，得到精确定 量的工艺参数组合，利用得到的工艺参数组合来处理废水，避免了无效或低 效操作，进而能够提高污水处理厂的运行效率，降低污水处理成本。