[发明专利]一种水处理系统加药量的计算方法

权利要求书

1.一种水处理系统加药量的计算方法，其特征在于：具体方法步骤如下：

步骤1)、烧杯实验

取原水，测定该原水的水质参数；再将原水分别装入5个1L容量的烧杯中，按照一定剂量梯度，将混凝剂分别投入各烧杯中，充分搅拌烧杯，静置15分钟以上，测定各烧杯澄清水的水质参数；选取最接近出厂水所需水质参数的烧杯加药量为最佳加药量Y；

若所有澄清水的水质参数均不符合出厂水所需水质参数，则重复以上步骤，直至获得最佳加药量Y，并记录其数据为有效数据；再重复以上步骤，测量有效数据n组；

所述水质参数具体为水温、浊度、PH值，其中水温记为T，单位为摄氏度，浊度记为R，单位为NTU和PH值记为P；

步骤2)获取加药量模型

记每次加药量为Y_i，其中i＝1,2,3…n，每次原水的水质参数为X_i，其中i＝1,2,3…n，X_i＝[R_i，T_i，P_i]^T，根据n次测量的有效数据，获得最佳逼近函数Y＝f(X)，即为原水水质参数X下的最佳加药量模型；

在最佳逼近函数f(x)中，X是一个三维变量，加药量与水质参数的关系是非线性的，f(X)为一个三元非线性回归模型；

由于加药量Y与水质参数T，R和P的关系非线性的，为了提高计算速度，采用多项式回归法，将Y与T，R和P的非线性函数关系取至二次项，设Y的多项式回归函数表达式为：

Y＝a₁R+a₂R²+a₃T+a₄T²+a₅P+a₆P²+a₇RT+a₈RP+a₉TP+a₁₀ (1)

令

n组采样数据可以用矩阵形式表示为：

Y＝AB (2)；

由于三个变量T，R和P之间是非相关的，回归模型公式(1)中不存在多重共线性，可以用高斯-牛顿迭代法求最小二乘拟合，获得最佳回归系数a₁-a₁₀；首先构建最小平方误差函数：

使其最小；

建立雅克比矩阵

根据水处理厂常规经验，给定初值A₀：

由下述公式(4)，

A_k+1＝A_k-(J^TJ)^-1J^Te, (4)

其中k＝0，1，2，…，M；M为限定的迭代次数；

计算可得A_k+1的值；

给定允许误差值ε，在第k次迭代时，

按下述公式(5)计算

当满足时，

满足精度要求，则停止迭代，A_k+1即为输出结果。

当获得公式(1)的回归系数A后，可根据公式(1)计算1L容量原水在特定参数下的加药量Y；

步骤3)、计算加药量

设原水流量为Q，药液浓度为D，则当前水质参数下计量泵投药量为：

2.根据权利要求1所述的一种水处理系统加药量的计算方法，其特征在于：所述原水是指未经过人工净化处理，用作供水水源的水。