数据驱动的污水处理高密池混凝加药预测研究 被引量：2

1

作者 马帅印 王晨 +4 位作者 卢津 孔宪光 殷磊 陈改革 张茜 《给水排水》 CSCD 北大核心 2024年第2期158-166,共9页

高密池是污水处理工艺流程中关键且复杂的一个环节,而混凝加药过程在高密池中扮演重要的角色,针对混凝加药非线性、大迟滞性、不确定因素较多的特性,为实现加药量的预测控制,达到降低成本的目的。提出主成分分析(Principal Component An... 高密池是污水处理工艺流程中关键且复杂的一个环节,而混凝加药过程在高密池中扮演重要的角色,针对混凝加药非线性、大迟滞性、不确定因素较多的特性,为实现加药量的预测控制,达到降低成本的目的。提出主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)以及长短记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)残差组合预测方法,PCA降维和LSTM残差优化能够有效提高ELM的预测精度,同时对模型参数进行优化可以得到最优方法。利用污水处理数据进行验证,所提预测方法的平均绝对误差为0.14%,均方误差根为0.63%。试验结果表明,该方法在预测精度上明显优于随机森林等机器学习预测方法,为混凝加药量的预测和控制提供了可靠的依据,并具有实际应用价值。 展开更多

关键词 高密池 混凝加药 组合预测 极限学习机 机器学习

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活性砂反硝化系统调试技术研究

2

作者 何玉婷 《工程技术研究》 2024年第18期192-194,共3页

文章详细介绍了广东省某污水厂提标改造三期工程中活性砂反硝化系统的调试技术。研究目的是提高污水处理效率,特别是在脱氮除磷方面,采用了碳源投加、混凝加药及反硝化型连续流砂过滤器工艺,确保出水水质满足要求。文章不仅讨论了系统... 文章详细介绍了广东省某污水厂提标改造三期工程中活性砂反硝化系统的调试技术。研究目的是提高污水处理效率,特别是在脱氮除磷方面,采用了碳源投加、混凝加药及反硝化型连续流砂过滤器工艺,确保出水水质满足要求。文章不仅讨论了系统的装配和运行调试,还强调了运行过程中的关键步骤,如滤砂沉降速度监测和清洗水流速调试。研究表明,合理的调试和操作可以有效提升系统的处理能力,确保污水处理高效与稳定。 展开更多

关键词 活性砂反硝化系统 反硝化型连续流砂过滤器工艺 脱氮除磷 碳源投加 混凝加药

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城市供水过程最优待滤水浊度数学模型研究 被引量：4

3

作者 唐德翠 朱学峰 邹振裕 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期24-27,共4页

以混凝和反冲洗2个过程能耗为目标,对目前提出的最佳投药量数学模型进行了简化和改进,并将改进后的模型应用到佛山某具体水厂中,根据该厂工艺设计参数及实时运行数据,确定了该厂最佳投药量模型数学模型和最优待滤水浊度数学表达式,并运... 以混凝和反冲洗2个过程能耗为目标,对目前提出的最佳投药量数学模型进行了简化和改进,并将改进后的模型应用到佛山某具体水厂中,根据该厂工艺设计参数及实时运行数据,确定了该厂最佳投药量模型数学模型和最优待滤水浊度数学表达式,并运用实时数据库中的数据对该模型进行了检验,结果表明该模型是较准确和有效的,可以将该模型编制程序后置于上位机软件中,以实现生产过程的优化或供操作工人以操作指导。 展开更多

关键词 城市供水 混凝投药 待滤水浊度 数学模型

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基于GA-FCM-ANFIS的不稳定水质条件下混凝投药预测方法

4

作者 郭喜峰 孟铭 +1 位作者 宁一 肖乐 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第12期60-66,共7页

净水厂实际工艺过程中水质复杂多变且存在水质检测仪器故障导致水质参数缺失问题,确定混凝剂的投加量面临挑战。烧杯搅拌实验或人工控制过量投药的传统方法容易带来金属离子超标等水质风险,危害用户健康并降低经济效益。为解决上述问题... 净水厂实际工艺过程中水质复杂多变且存在水质检测仪器故障导致水质参数缺失问题,确定混凝剂的投加量面临挑战。烧杯搅拌实验或人工控制过量投药的传统方法容易带来金属离子超标等水质风险,危害用户健康并降低经济效益。为解决上述问题,将遗传算法优化的模糊C均值聚类(GA-FCM)与自适应模糊推理系统(ANFIS)相结合构建预测模型。该模型依靠模糊规则带来的推理能力和神经网络的自适应能力实现在不稳定水质情况下混凝剂投药量的精准预测。通过Pearson相关系数法筛选输入水质指标,提高模型运行效率和泛化能力;使用遗传算法确定FCM聚类的最佳参数,提升聚类效果并生成更精准的模糊规则;通过反向传播和岭回归混合的方法调整网络参数,处理非线性部分的同时优化后件网络的权重。将中国东北部某净水厂作为案例进行研究,实验结果表明对比传统线性回归和机器学习模型,GA-FCM-ANFIS在不稳定水质情况下拥有更好的预测性能。对比其他耦合模型,在参数缺失情况下GA-FCM-AN⁃FIS的预测精度明显更高。水质突变情况下预测评估指标R2、RMSE、MAE和MAPE分别为0.93、2.79、2.33和3.71%;参数缺失情况下R2、RMSE、MAE和MAPE分别为0.89、3.07、2.57和4.06%。所提模型能够显著提高预测精度,作为确定混凝剂投加量的可靠方法。 展开更多

关键词 混凝投药 水质突变 参数缺失 模糊系统 神经网络

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模糊专家控制在南洲水厂投矾控制的应用 被引量：3

5

作者 魏日强 《化工自动化及仪表》 EI CAS 2006年第3期22-25,共4页

介绍南洲水厂的工艺流程、投矾工艺及其控制系统的设计,通过研究国内外投矾自动控制的模式,提出采用自学习的模糊专家控制系统进行投矾自动控制,利用周边水厂和广州自来水公司的经验数据和实际运行的一些数据,初步建立一个模糊专家数据... 介绍南洲水厂的工艺流程、投矾工艺及其控制系统的设计,通过研究国内外投矾自动控制的模式,提出采用自学习的模糊专家控制系统进行投矾自动控制,利用周边水厂和广州自来水公司的经验数据和实际运行的一些数据,初步建立一个模糊专家数据库,利用该数据库在线控制投矾泵的运行,并在实际运行中在线自学习修改模糊专家数据库,逐渐达到最优控制的目的。通过南洲水厂在线运行调试,证明此控制有较强的适应性、鲁棒性和自学习性,为水处理的加药控制提供了一种新的自动控制方式。 展开更多

关键词 投矾 模糊控制 专家控制

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改进BFO优化BPNN的自来水混凝加药预测 被引量：3

6

作者 张长胜 韩涛 +4 位作者 钱斌 胡蓉 田海湧 毛辉 王卓 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期4616-4623,共8页

本文给出一种量子粒子群(QPSO)算法、改进菌群觅食(IBFO)算法优化反向传播神经网络(BPNN)的混凝投药预测模型,利用量子粒子群的个体极值与群体极值更新细菌觅食算法趋化过程中细菌位置;通过细菌协同改进趋化算子提高优化精度,结合差分... 本文给出一种量子粒子群(QPSO)算法、改进菌群觅食(IBFO)算法优化反向传播神经网络(BPNN)的混凝投药预测模型,利用量子粒子群的个体极值与群体极值更新细菌觅食算法趋化过程中细菌位置;通过细菌协同改进趋化算子提高优化精度,结合差分算法改进繁殖算子解决部分维度退化问题,加入轮盘赌方法作为选择机制改进迁移算子来克服优化过程中优秀解消失的缺陷;进而优化BP神经网络的权值、阈值以此预测混凝剂投药量.对云南某自来水厂的数据进行离线训练和模型测试,结果表明,所提算法预测结果的均方误差(MSE)达0.0116mg/L,平均绝对误差百分比(MAPE)达1.36%,在预测精度和稳定性上优于BFO-BPNN、PSO-BPNN等模型. 展开更多

关键词 混凝加药 预测模型 BPNN BFO QPSO

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混凝投药预测自抗扰工业控制器设计 被引量：2

7

作者 唐德翠 张绪红 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第10期2099-2106,共8页

混凝投药过程具有明显的大时滞、不确定性和干扰多等特点,一直是制水行业公认的重要又难控的系统,实际中主要采用基于源水流量的前馈和基于浊度误差的PID反馈相结合的控制方案。针对其不确定性和干扰多的特点,采用自抗扰控制器实时估计... 混凝投药过程具有明显的大时滞、不确定性和干扰多等特点,一直是制水行业公认的重要又难控的系统,实际中主要采用基于源水流量的前馈和基于浊度误差的PID反馈相结合的控制方案。针对其不确定性和干扰多的特点,采用自抗扰控制器实时估计不确定性形成的总扰动并进行主动补偿;针对大时滞过程信息反馈不及时的特点,采用Smith预估器对输出提前预估来弥补信息滞后。分析了预测自抗扰控制器的原理及参数对系统性能的影响,给出了参数整定公式,得到一种简单实用的专用混凝投药预测自抗扰工业控制器。仿真结果表明,该控制器具有良好的自抗扰能力和快速的响应速度,且参数整定容易,为该控制器的工业化推广提供了积极指导作用。 展开更多

关键词 混凝投药 大时滞 预测自抗扰控制 参数整定

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印染废水混凝加药工艺优化实验研究 被引量：1

8

作者 唐嘉丽 吉世明 +2 位作者 岳秀 于广平 苑明哲 《广东化工》 CAS 2015年第3期97-98,共2页

混凝沉淀法是广泛采用的印染废水预处理方法。以硫酸亚铁,石灰和阴离子PAM为药剂,针对广东省某印染废水处理厂的调节池出水进行混凝加药工艺优化,最终可以使COD去除率达到50%左右,其中硫酸亚铁的投加量为800 ppm,石灰的投加量为160~200 ... 混凝沉淀法是广泛采用的印染废水预处理方法。以硫酸亚铁,石灰和阴离子PAM为药剂,针对广东省某印染废水处理厂的调节池出水进行混凝加药工艺优化,最终可以使COD去除率达到50%左右,其中硫酸亚铁的投加量为800 ppm,石灰的投加量为160~200 ppm,阴离子PAM的投加量为4 m L/L,相比以烧碱为助凝剂,使用石灰可以达到相同的处理效果且大幅降低成本。 展开更多

关键词 印染废水 混凝加药 优化

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基于图像处理的水厂加矾自动控制

9

作者 包海兵 《机电产品开发与创新》 2016年第3期116-118,共3页

利用数字图像处理技术,完成对矾花的特征识别和统计,得出絮凝体的等效粒径,可以对加矾量是否合理做出有效的判断。同时采用串级控制修正偏差,使沉淀池出水浊度保持在期望值附近。为解决净水工艺中的加矾自动控制提供了新的思路。

关键词 加矾 等效直径 串级控制

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基于水厂大数据的混凝投药系统智能模型的构建 被引量：12

10

作者 韩梅 李玉宝 +3 位作者 邹放 刘畅 樊玉芳 顾军农 《净水技术》 CAS 2021年第9期40-47,共8页

为实现混凝投药的精准控制,以大型水厂粗粒度数据和细粒度数据为基础,采用箱线图和滑动均值异常数据识别技术的预处理方法,对长短期记忆网络、支持向量机、随机森林、XGBoost等算法建立混凝投药模型的效果进行了评估。研究发现:基于A、... 为实现混凝投药的精准控制,以大型水厂粗粒度数据和细粒度数据为基础,采用箱线图和滑动均值异常数据识别技术的预处理方法,对长短期记忆网络、支持向量机、随机森林、XGBoost等算法建立混凝投药模型的效果进行了评估。研究发现:基于A、B水厂的大数据,采用XGBoost算法建立的混凝投药模型效果均最优,对聚合氯化铝(PAC)和氯化铁(FeCl_(3))的建模效果评估MAPE分别为3.42和3.72;采用箱线图结合移动平滑的技术对异常值进行处理对建模效果大幅提升;将一种药剂的投加量作为另一种药剂预测的特征值输入的方法,对双药投加模型的预测效果提升有限;原水时均水量、浑浊度、温度、历史加药数据对混凝剂投加量的准确预测有重要影响。 展开更多

关键词 混凝投药模型 氯化铁(FeCl_(3)) 聚合氯化铝(PAC) 大数据 水厂

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水厂混凝投药大滞后过程的数据驱动直接控制方法 被引量：9

11

作者 哀微 朱学峰 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期335-342,共8页

以自来水厂混凝投药大时滞过程为研究对象,在迭代反馈整定(IFT)方法的基础上,结合Smith预估控制结构,提出了一种混凝投药过程数据驱动直接控制算法.着重针对过程大时滞的特点,在性能指标中加入了预估误差惩罚因子.提出了一种新的步长设... 以自来水厂混凝投药大时滞过程为研究对象,在迭代反馈整定(IFT)方法的基础上,结合Smith预估控制结构,提出了一种混凝投药过程数据驱动直接控制算法.着重针对过程大时滞的特点,在性能指标中加入了预估误差惩罚因子.提出了一种新的步长设置方法,使得步长的下降速率可调.设计了3个闭环实验来求取性能指标梯度向量的无偏估计,完全利用输入输出数据对广义控制器参数实现了自整定.通过水厂混凝投药实测模型仿真验证了该方法在抗滞后方面表现出较强的收敛性和稳定性,降低了对迭代初值的要求.该方法既可以用于初始控制器的整定,还可以用于投药过程中控制器的在线自整定. 展开更多

关键词 混凝投药 大时滞系统 SMITH预估器 迭代反馈整定 数据驱动控制

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加药装置的设计要点 被引量：1

12

作者 韦健 《江西化工》 2013年第1期29-31,共3页

通过对加药装置药桶容积选择、搅拌系统设计、加药泵、装置结构四个方面阐述加药装置的设计。

关键词 加药装置 搅拌系统 加药系统 混凝加药 絮凝加药

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GM(1,1)和GM(1,N)联合模型在自来水厂自动加矾系统预测中的应用 被引量：3

13

作者 戴华 《湖北民族学院学报（自然科学版）》 CAS 2011年第2期152-156,共5页

通过引入自相关分析,将GM(1,N)模型预测精度高的优点和GM(1,1)所需统计数据数量少的优点,两者有机结合形成一个联合预测模型,运用于自来水厂自动加矾系统,进一步提高灰色模型的预测精度,并证明了该方法在实际应用中的可行性.

关键词 GM(1 1)模型 GM(1 N)模型 自相关理论 加矾系统

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模糊自适应控制在加矾系统中的应用

14

作者 张峰 廖国华 《工业控制计算机》 2008年第4期21-21,23,共2页

介绍了模糊自适应控制的加矾系统的设计以及在长沙自来水二厂中的应用。通过对水厂加矾系统的研究,并且利用长沙自来水二厂和相关水厂的经验数据和实际运行中的一些数据,以原水的流量和浊度作为双输入,以投矾量作为输出,建立一个模糊控... 介绍了模糊自适应控制的加矾系统的设计以及在长沙自来水二厂中的应用。通过对水厂加矾系统的研究,并且利用长沙自来水二厂和相关水厂的经验数据和实际运行中的一些数据,以原水的流量和浊度作为双输入,以投矾量作为输出,建立一个模糊控制数据库,并建立一个T-S模糊控制系统以实现基本控制。利用表格查询算法建立自适应控制调整系统,使得模糊控制系统在控制过程中自动地调整、修改,从而使系统的控制系统不断改善,达到最佳的控制效果。 展开更多

关键词 加矾系统 模糊自适应控制 仿真

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泰州东门水厂自动加矾系统控制算法的改进

15

作者 唐震 《泰州职业技术学院学报》 2009年第1期57-59,共3页

自来水厂自动化方面,最感困难的是投药自动化。文章介绍东门水厂立足原有设备,对自动加矾系统的控制算法作了简化和改进。忽略原来某些因素的影响,在自动化加矾系统控制算法中简化前馈量计算,增加PID控制,以获得良好的控制品质。

关键词 PID 加矾

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灰色神经网络耦合模型在加矾系统预测中的应用

16

作者 戴华 党剑飞 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期155-158,164,共5页

为更准确预测自来水厂的加矾量,弥补灰色GM(1,1)预测模型和神经网络预测模型在自动加矾系统中预测的不足,采用灰色GM(1,1)预测模型和BP神经网络预测模型相结合的方法,即灰色神经网络耦合模型,并运用于自来水厂自动加矾系统,根据实测数... 为更准确预测自来水厂的加矾量,弥补灰色GM(1,1)预测模型和神经网络预测模型在自动加矾系统中预测的不足,采用灰色GM(1,1)预测模型和BP神经网络预测模型相结合的方法,即灰色神经网络耦合模型,并运用于自来水厂自动加矾系统,根据实测数据计算预测值.结果表明:灰色GM(1,1)模型平均相对误差为0.016%,最大相差为0.025%,BP神经网络模型平均相对误差为0.037%,最大相差为0.069%,灰色神经网络耦合模型的平均相对误差0.006%,最大相差0.009%,其模拟精度远远高于其他2种模型的模拟值,具有广泛的实用性. 展开更多

关键词 自来水厂 GM（1 1）模型 BP神经网络模型 耦合模型 加矾系统

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水厂加药自动计量、调节系统设计 被引量：3

17

作者 衣富强 徐金波 《供水技术》 2007年第3期35-37,共3页

以一个典型设计为例,介绍了水厂加药自动计量、自动调节系统的结构和原理。该系统的使用将加药自动计量、自动调节和外购药剂核算纳入水厂的科学管理,总结出的适合现场运行、操作的数学模型和PLC程序可以确保水质,提高水厂运行和管理效... 以一个典型设计为例,介绍了水厂加药自动计量、自动调节系统的结构和原理。该系统的使用将加药自动计量、自动调节和外购药剂核算纳入水厂的科学管理,总结出的适合现场运行、操作的数学模型和PLC程序可以确保水质,提高水厂运行和管理效率,具有很好的实用价值。 展开更多

关键词 混凝加药 自动计量调节系统 自动控制

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藻类有机物对混凝的影响研究进展

18

作者 张咏雪 姚娟娟 +2 位作者 张智 陈龙甫 张梦然 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1-5,共5页

藻类有机物一直都是水处理工艺有效运行的威胁,近五年来藻类有机物组成性质上的研究成果主要体现在对各类藻种的有机物的荧光分析,荧光的平行分解,胞外有机物中不同组分的划分,分子量分析和等电位聚焦,以及官能团性质的表征。在此基础上... 藻类有机物一直都是水处理工艺有效运行的威胁,近五年来藻类有机物组成性质上的研究成果主要体现在对各类藻种的有机物的荧光分析,荧光的平行分解,胞外有机物中不同组分的划分,分子量分析和等电位聚焦,以及官能团性质的表征。在此基础上,影响混凝的藻类有机物成分,胞内外有机物影响混凝的区别,以及蛋白质性质与混凝效果的关系等研究也取得了进展。近几年还有不少学者对预氧化的程度以及混凝剂的优化进行了探究,其研究成果提出了有效地降低藻类有机物对混凝的影响的措施。 展开更多

关键词 胞外有机物 荧光光谱分析 蛋白质 氧化剂最佳投加量 混凝剂改良

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