[发明专利]一种用于自来水处理的精准投药方法

说明书

本发明公开了一种用于自来水处理的精准投药方法，包括：数据预处理：0值、空值和异常值处理；通过相关性分析，分析进水指标：进水流量、进水浊度、进水PH、投药量与出水浊度之间的关系；构建日均进水浊度与日均投药量线性回归方程；利用系统动态方程算法构建出水浊度预测模型；利用K‑L信息法确定投药出水浊度滞后时间；根据曼哈顿距离算法寻找历史样本中的近似样本，进行投药量近似最优解分析；利用模拟退火算法进行投药量寻优最优解分析。本发明实用性强，实现对自来水生产工艺中精准投药的控制，保证出水水质的情况下，有效避免人工饱和式投药带来的经济损失，意义重大。

技术领域

本发明涉及水务技术领域，更具体的说，是一种用于自来水处理的精准投药方法。

背景技术

混凝加药是自来水生产工艺中的核心环节，直接影响到出水水质，而影响混凝效果的最重要的因素，是混凝剂的投加量。

目前所用的混凝剂多为铝盐，研究表明，水中铝离子浓度过高会影响人的身体健康，并对水质及输水系统产生不良影响。另一方面净水的混凝剂药剂费是仅次于电费而构成制水成本的第二大要素，混凝剂投加量直接影响到制水成本以至水价，在保证处理效果的前提下，节约混凝剂消耗，是降低净水成本的重要措施，经济意义十分重大。因此，实现精确控制投药不但可以充分利用混凝剂的效能，保证出水水质，而且对于控制生产成本也同样意义重大。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于自来水处理的精准投药方法，以解决现有模式中人工饱和式投药对水质造成不利影响和带来巨大经济损失等问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于自来水处理的精准投药方法，包括：

数据预处理：0值、空值和异常值处理。

通过相关性分析，分析进水指标：进水流量、进水浊度、进水PH、投药量与出水浊度之间的关系；

构建日均进水浊度与日均投药量线性回归方程。

利用系统动态方程算法构建出水浊度预测模型。

利用K-L信息法确定投药出水浊度滞后时间。

根据曼哈顿距离算法寻找历史样本中的近似样本，进行投药量近似最优解分析。

利用模拟退火算法进行投药量寻优最优解分析。

优选的，数据预处理：0值、空值和异常值处理，包括：

空值转化为零值。

历史存量数据中0值的处理。

实时增量数据中0值的处理。

历史存量数据中异常值的处理。

实时增量数据中异常值的处理。

优选的，0值、空值和异常值处理方法，包括：

空值处理：将空值转化为零值。

历史存量数据中0值的处理：

第一步：记历史投药输入数据{Q_i|i＝1,2,...,n}，定义目标点为Q_i(目标点从开始到结束依次扫描)；

第二步：定位得到Q_i＝0值的点位；

第三步：向前回滚10个点的时间窗口，筛选非空非零记录，筛选后中位数作为0值的填充值。

实时增量数据中0值的处理：

第一步：判断是否为0；

第二步：向前回滚10个点的时间窗口，筛选非空非零记录，筛选后中位数作为0值的填充值。