一种基于预测控制的污水处理节能方法技术

一种基于预测控制的污水处理节能方法，包括步骤一：确定监测指标和监测数据采样频率；步骤二：获取在线监测数据，并对数据进行预处理；步骤三：对预处理后的数据进行动态转换，并构造特征指标；步骤四：模型结构数据处理，包括创建LSTM模型的三维框架数据；步骤五：模型训练及自动调参，包括对LSTM模型进行训练，调整LSTM模型的参数，将最优模型保存至服务器；步骤六：对最优模型进行线上布署；步骤七：模型预测及结果评估，包括对最优模型进行预测，将预测结果进行逆转换，对预测结果进行评估；步骤八：预测控制，包括调取LSTM模型进行预测，进行迭代以输出最优的控制变量组合，并驱动控制变量对应的变频器和变频控制仪器，以实现节能降耗的目标。耗的目标。耗的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种基于预测控制的污水处理节能方法


[0001]本专利技术涉及污水处理
，尤其涉及一种基于预测控制的污水处理节能方法。

技术介绍

[0002]随着我国城镇化进程的加快，污水处理厂和处理能力进一步上升，污水处理的标准对排放水质的要求也越来越高。节能降耗同样是污水处理厂的大势所趋。因此，确保水质稳定达标、以及节能降耗，是我国污水处理厂面临的重要需求。
[0003]如图1所示，在污水处理厂能耗构成中，最大的能耗是鼓风曝气，约占污水处理厂总能耗的54.5％，其次是污水提升泵22.6％、污泥处理10.5％和污泥回流7.5％，也占有较大比例能耗。因此，污水处理厂节能降耗关键环节，主要是在鼓风曝气、污水提升泵、污泥处理、污泥回流等这几个方面的智能控制方面。
[0004]目前，国内外污水处理智能控制的研究主要分为两大类：一是通过模拟计算生化反应池的需氧量，从而实现精确曝气的目标。二是通过前反馈控制与后反馈控制等传统的控制方式，控制溶解氧浓度在目标设定值附近稳定波动，从而实现节能降耗的目标。
[0005]在实际应用方面，目前我国污水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于预测控制的污水处理节能方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：确定监测指标和监测数据采样频率；步骤二：获取在线监测数据，并对数据进行预处理；步骤三：对预处理后的数据进行动态转换，并构造特征指标；步骤四：模型结构数据处理，包括创建LSTM模型的三维框架数据；步骤五：模型训练及自动调参，包括对LSTM模型进行训练，调整LSTM模型的参数，将最优模型保存至服务器；步骤六：对最优模型进行线上布署；步骤七：模型预测及结果评估，包括对最优模型进行预测，将预测结果进行逆转换，对预测结果进行评估；步骤八：预测控制，包括调取LSTM模型进行预测，使用贝叶斯优化的方式进行迭代以输出最优的控制变量组合，并驱动控制变量对应的变频器和变频控制仪器。2.根据权利要求1所述一种基于预测控制的污水处理节能方法，其特征在于：在所述步骤一中，确定监测指标包括选取监测指标，所选取得监测指标包括：进水流量Q_in、进水化学需氧量COD_in、BOD5_in、进水氨氮NH3_in、好氧前端DO_b、好氧中段DO_m、好氧尾端DO_a、缺氧DO_q、反应池PH、反应池温度T、表征污泥回流比的混合液悬浮物浓度MLSS、表征内回流比的混合液回流量Qa、液位LT、以及出水NH3_out。3.根据权利要求1所述一种基于预测控制的污水处理节能方法，其特征在于：在所述步骤一中，确定监测数据采样频率包括：根据曝气量改变至曝气池溶解氧浓度改变的时间确定采样频率。4.根据权利要求1所述一种基于预测控制的污水处理节能方法，其特征在于：在所述步骤二中，对数据进行预处理包括：对数据完整性进行检查，剔除显著异常值，包括剔除缺失值、NULL值、值不变和负值；剔除非正常监测时段的数据，包括剔除监测仪器处于故障期间、维修期间、超期限未校准时段、失控时段、有计划的维护保养时段和校准校验时段的数据；采用MAD法进行异常数据识别，去除MAD法识别出来的异常数据。5.根据权利要求1所述一种基于预测控制的污水处理节能方法，其特征在于：在步骤三中，对预处理后的数据进行动态转换包括：对监测数据进行动态预处理，以使参与建立LSTM模型的训练样本数据带有污水处理流程的动态特征；进行动态预处理后的数据集为Y
k
＝f(X
k
，Z
k
，Y
’
k
)；其中：Z
k
＝[Z
k
‑1，Z
k
‑2，
…
，Z
k
‑5]；Y
’
k
＝[y
k
‑1，y

【专利技术属性】
技术研发人员：叶效强，蒋鸿伟，谭成灶，胡晓辉，梁文智，李健森，吴君句，张广昕，骆大清，
申请(专利权)人：广东长天思源环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：