一种基于大数据分析的净水厂混凝剂投加智能化建模方法技术

本发明专利技术提供了一种基于大数据分析的净水厂混凝剂投加智能化建模方法。在对原水水质、混凝剂投加量和沉淀池出水浊度历史大数据分析的基础上，针对原水水质周期性季节变化和非周期性动态变化的特点，分别构建对应水质条件下的混凝剂投加量长、短期模型；在实际运行控制中，根据当前时刻沉淀池出水浊度控制效果，在线调整长、短期模型的权值；加权计算长、短期模型输出，得到当前水质条件下的混凝剂投加量模型预测输出，在线调控混凝剂投加量。本发明专利技术采用大数据分析方法，智能化实时调控混凝剂投加量，有效提高具有复杂非线性、大滞后特性的混凝工艺处理效果，稳定和提高饮用水水质，保障饮水安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于大数据分析的净水厂混凝剂投加智能化建模方法
本专利技术涉及一种智能化建模方法，尤其涉及一种基于大数据分析的净水厂混凝剂投加智能化建模方法。
技术介绍
在净水厂的制水工艺处理过程中，除浊澄清是主要目标之一。混凝剂投加的主要目的是使原水中的浑浊物质聚结形成具有一定粒度及表面特性的絮凝体，为沉淀或过滤去除创造良好的条件。由于有大量细菌、病毒等微生物附着于絮凝体表面，因而在此过程中，对水中的细菌及病毒等微生物的去除也十分明显。因此，新冠病毒疫情期间，强化混凝效果，严控沉淀池、砂滤池出水浊度，有利于对病毒的去除，保障制水工艺的出水水质安全。在工艺一定的条件下，混凝效果由混凝剂的投加控制所决定。一方面，原水水质对混凝剂消耗量的影响显著，而目前的净水厂原水水质大数据信息还处于数据采集/展示阶段，没能充分及时地参与到混凝剂投加控制中；另一方面，从混凝剂投加到沉淀池出水至少有2个小时以上的大滞后时间，依靠传统的反馈控制方法，难以及时有效地克服原水水质变化对混凝剂消耗的影响。因此，充分发掘原水水质大数据信息，并根据当前原水水质情况实时调整混凝剂投加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于大数据分析的净水厂混凝剂投加智能化建模方法，其特征在于，具体包括以下步骤：/n步骤1，针对原水水质周期性季节变化特点，以原水水质指标和沉淀池进水流量为输入，以混凝剂投加量为输出，基于随机森林算法，建立混凝剂投加量长期模型；/n步骤2，针对原水水质非周期性动态变化特点，以原水水质指标和沉淀池进水流量为输入，以混凝剂投加量为输出，基于随机森林算法，建立混凝剂投加量短期模型；/n步骤3，根据当前时刻沉淀池出水浊度控制效果，评估对应时刻实际混凝剂投加量的合理性，据此在线调整当前时刻长、短期模型权值；/n步骤4，加权计算长、短期模型输出，得到当前原水水质和沉淀池进水流量条件下的混凝剂投加量。...

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据分析的净水厂混凝剂投加智能化建模方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，针对原水水质周期性季节变化特点，以原水水质指标和沉淀池进水流量为输入，以混凝剂投加量为输出，基于随机森林算法，建立混凝剂投加量长期模型；
步骤2，针对原水水质非周期性动态变化特点，以原水水质指标和沉淀池进水流量为输入，以混凝剂投加量为输出，基于随机森林算法，建立混凝剂投加量短期模型；
步骤3，根据当前时刻沉淀池出水浊度控制效果，评估对应时刻实际混凝剂投加量的合理性，据此在线调整当前时刻长、短期模型权值；
步骤4，加权计算长、短期模型输出，得到当前原水水质和沉淀池进水流量条件下的混凝剂投加量。


2.如权利要求1步骤1所述的混凝剂投加量长期模型，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，对净水厂生产运行数据库中的原水水质指标(pH、水温、溶解氧、耗氧量、浊度)、沉淀池进水流量、混凝剂投加量和沉淀池出水浊度历史(过去3年及以上)大数据进行数据提取、数据清洗和数据分析，筛选出满足沉淀池出水浊度要求的对应时刻(即经过混凝/沉淀过程的大滞后时间之前)原水水质指标、沉淀池进水流量、混凝剂投加量历史(过去3年及以上)大数据样本集，并按月份分为12个子样本集；
步骤2，以原水水质指标(pH、水温、溶解氧、耗氧量、浊度)和沉淀池进水流量为输入，以混凝剂投加量为输出，采用随机森林算法，根据步骤1中得到的12个子样本集，训练得到12个混凝剂投加量长期模型(1～12月)。


3.如权利要求1步骤2所述的混凝剂投加量短期模型，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，对净水厂生产运行数据库中的原水水质指标(pH、水温、溶解氧、耗氧量、浊度)、沉淀池进水流量、混凝剂投加量和沉淀池出水浊度历史(过去15天)大数据进行数据提取、数据清洗和数据分析，筛选出满足沉淀池出水浊度要求的对应时刻(即经过混凝/沉淀过程的大滞后时间之前)原水水质指标、沉淀池进水流量、混凝剂投加量历史(过去15天)大数据样本集；
步骤2，以原水水质指标(pH、水温、溶解氧、耗氧量、浊度)和沉淀...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬生，常啸，渠赛赛，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32