|
|
電話：/6/7 |
|
傳真： |
|
郵箱： |
|
地址：遼(liao)寧省(sheng)大連市高新園區 |
|
黃浦路541號網(wang)絡產業(ye)大廈1909室(shi) |
|
|
|
 行業資訊 |
|
|
|
| 數(shu)據的相關性在污水廠工(gong)藝分析中的應用 |
| 發(fa)表時間：2024-01-23 15:24:02 作者(zhe)：admin |
|
作為污(wu)水(shui)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)營人員來(lai)(lai)說，每(mei)天需(xu)要面對污(wu)水(shui)廠(chang)在(zai)運(yun)(yun)(yun)行(xing)中(zhong)出(chu)現的(de)(de)(de)(de)各(ge)類(lei)問題(ti)，特別是(shi)在(zai)工(gong)藝運(yun)(yun)(yun)行(xing)方面，污(wu)水(shui)處理(li)工(gong)藝是(shi)一個綜合了(le)很多外界和內部(bu)因(yin)(yin)(yin)素的(de)(de)(de)(de)過(guo)程，而(er)且每(mei)個廠(chang)都有自己具(ju)體的(de)(de)(de)(de)不同的(de)(de)(de)(de)影響因(yin)(yin)(yin)素，這些(xie)因(yin)(yin)(yin)素互相(xiang)作用，形成(cheng)了(le)每(mei)個廠(chang)里具(ju)體的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)行(xing)工(gong)況。基于這種原因(yin)(yin)(yin)，對污(wu)水(shui)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)行(xing)工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)分析往往需(xu)要綜合各(ge)個方面來(lai)(lai)進行(xing)。隨著近年來(lai)(lai)污(wu)水(shui)廠(chang)運(yun)(yun)(yun)行(xing)中(zhong)越來(lai)(lai)越多的(de)(de)(de)(de)在(zai)線(xian)儀(yi)表(biao)，運(yun)(yun)(yun)行(xing)統計，化驗分析的(de)(de)(de)(de)應用，污(wu)水(shui)廠(chang)產生了(le)大量的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)行(xing)數據(ju)(ju)，這些(xie)數據(ju)(ju)成(cheng)為了(le)工(gong)藝運(yun)(yun)(yun)行(xing)工(gong)況分析的(de)(de)(de)(de)主要依據(ju)(ju)。本篇和大家(jia)探討(tao)一下運(yun)(yun)(yun)行(xing)數據(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)相(xiang)關性在(zai)污(wu)水(shui)廠(chang)工(gong)藝分析中(zhong)的(de)(de)(de)(de)應用。
在(zai)污(wu)水(shui)(shui)廠的運行數據中進行關(guan)聯性分析(xi)可以(yi)幫(bang)助我(wo)們理(li)解(jie)各個參數之(zhi)間的相(xiang)互關(guan)系，以(yi)及它們對污(wu)水(shui)(shui)處理(li)過程的影響(xiang)。在(zai)做這個之(zhi)前(qian)，需要了解(jie)什么是數據的相(xiang)關(guan)性分析(xi)？
數(shu)(shu)據的(de)(de)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)(guan)(guan)性(xing)分(fen)析(xi)是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)統(tong)計方(fang)(fang)(fang)法，用(yong)于(yu)衡(heng)量(liang)(liang)(liang)和(he)(he)描述兩個(ge)(ge)或(huo)多個(ge)(ge)變(bian)量(liang)(liang)(liang)之間(jian)的(de)(de)關(guan)(guan)(guan)(guan)聯程度(du)。它(ta)幫助我們確(que)定(ding)變(bian)量(liang)(liang)(liang)之間(jian)是(shi)(shi)否存(cun)在某種(zhong)關(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)，以及(ji)這種(zhong)關(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)的(de)(de)強(qiang)度(du)和(he)(he)方(fang)(fang)(fang)向。在相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)(guan)(guan)性(xing)分(fen)析(xi)中，常用(yong)的(de)(de)指標是(shi)(shi)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)數(shu)(shu)，它(ta)可(ke)以衡(heng)量(liang)(liang)(liang)兩個(ge)(ge)變(bian)量(liang)(liang)(liang)之間(jian)的(de)(de)線(xian)(xian)性(xing)關(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)的(de)(de)強(qiang)度(du)和(he)(he)方(fang)(fang)(fang)向。最常見(jian)的(de)(de)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)數(shu)(shu)是(shi)(shi)皮(pi)爾遜(xun)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)數(shu)(shu)，它(ta)的(de)(de)取值范圍在-1到1之間(jian)，表示變(bian)量(liang)(liang)(liang)之間(jian)的(de)(de)線(xian)(xian)性(xing)關(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)強(qiang)度(du)和(he)(he)方(fang)(fang)(fang)向。除(chu)了(le)皮(pi)爾遜(xun)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)數(shu)(shu)，還有(you)其他(ta)相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)(guan)(guan)性(xing)指標，如斯皮(pi)爾曼相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)數(shu)(shu)和(he)(he)判定(ding)系(xi)數(shu)(shu)等，用(yong)于(yu)衡(heng)量(liang)(liang)(liang)非線(xian)(xian)性(xing)關(guan)(guan)(guan)(guan)系(xi)或(huo)解釋相(xiang)(xiang)關(guan)(guan)(guan)(guan)性(xing)的(de)(de)方(fang)(fang)(fang)差比例。
污(wu)水(shui)(shui)廠(chang)的(de)實際(ji)運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)人員并不是要深入掌握系數(shu)(shu)的(de)計算方法，這一(yi)篇(pian)只是給大(da)家普(pu)及一(yi)下數(shu)(shu)據(ju)(ju)關聯性分析(xi)的(de)概念。從污(wu)水(shui)(shui)廠(chang)的(de)運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)角度來(lai)說，每天運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)過程中產生(sheng)的(de)大(da)量的(de)運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)數(shu)(shu)據(ju)(ju)，這些(xie)數(shu)(shu)據(ju)(ju)給我(wo)們提供(gong)了怎樣的(de)活性污(wu)泥狀(zhuang)態的(de)描(miao)述(shu)，進(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質狀(zhuang)態的(de)描(miao)述(shu)，出水(shui)(shui)變(bian)化趨(qu)勢的(de)描(miao)述(shu)，這都(dou)是需(xu)要利(li)用這些(xie)大(da)量的(de)每日運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)數(shu)(shu)據(ju)(ju)進(jin)行(xing)(xing)相關性分析(xi)來(lai)得出正確的(de)判斷。通過污(wu)水(shui)(shui)廠(chang)每日產生(sheng)的(de)運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)相關性分析(xi)，可以(yi)了解污(wu)水(shui)(shui)廠(chang)各個運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)參數(shu)(shu)/變(bian)量之間(jian)的(de)關聯程度，幫助(zhu)工藝管理人員理解數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)模式、預(yu)測趨(qu)勢以(yi)及探索因果關系。這對于污(wu)水(shui)(shui)廠(chang)進(jin)行(xing)(xing)工藝分析(xi)、決策(ce)和(he)問題解決具有重要的(de)作用。
如何(he)進行污(wu)水廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)運(yun)行數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)(de)相關性(xing)(xing)分析呢(ni)？在(zai)(zai)污(wu)水廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)運(yun)行過(guo)程中，數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)在(zai)(zai)不斷的(de)(de)(de)(de)產生，如何(he)把這些數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)之間的(de)(de)(de)(de)關聯性(xing)(xing)找到，這需要通過(guo)一定的(de)(de)(de)(de)程序(xu)和方法來進行，下(xia)面(mian)圍(wei)繞對(dui)污(wu)水廠(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)運(yun)行數(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)進行關聯性(xing)(xing)分析的(de)(de)(de)(de)一般步驟來和大(da)家探(tan)討一下(xia)：
數(shu)據(ju)(ju)(ju)收集(ji)：首先，收集(ji)和整(zheng)理與污水處理過程相關的(de)(de)各種運(yun)(yun)行數(shu)據(ju)(ju)(ju)，這(zhe)(zhe)可能包括進水流量、進水水質參(can)數(shu)(如(ru)懸浮(fu)物、化學需(xu)氧(yang)(yang)量、氨氮等(deng)(deng))、處理單元的(de)(de)運(yun)(yun)行參(can)數(shu)(如(ru)曝氣時(shi)間、溶解氧(yang)(yang)、污泥(ni)濃度(du)、揮發性污泥(ni)濃度(du)、污泥(ni)齡等(deng)(deng))等(deng)(deng)。這(zhe)(zhe)些數(shu)據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)來(lai)源可以是化驗室、在(zai)線監(jian)測儀表，第(di)三方檢測數(shu)據(ju)(ju)(ju)，統計(ji)數(shu)據(ju)(ju)(ju)等(deng)(deng)等(deng)(deng)。
數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)預處(chu)理：對收集(ji)到(dao)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)進(jin)(jin)行預處(chu)理，包(bao)括數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)清(qing)洗(xi)、缺失值處(chu)理和(he)(he)異常值處(chu)理。這項(xiang)工作(zuo)(zuo)是(shi)(shi)很關鍵的(de)(de)(de)一步，很多污水廠的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)并不是(shi)(shi)完全準確的(de)(de)(de)，失真(zhen)的(de)(de)(de)原因可以從(cong)在線儀表數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)波動、化驗誤差(cha)、取樣(yang)偶然(ran)性等方面進(jin)(jin)行分(fen)析(xi)，比如說污泥車間清(qing)洗(xi)或者污泥儲池溢(yi)流造(zao)(zao)成造(zao)(zao)成進(jin)(jin)水取樣(yang)瞬時值很高的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)，就不能作(zuo)(zuo)為進(jin)(jin)水水質來進(jin)(jin)行分(fen)析(xi)，取樣(yang)時要刻意避開這些(xie)時段。針對一些(xie)特(te)殊(shu)的(de)(de)(de)偏離正常的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)，要結(jie)合(he)工藝運行來進(jin)(jin)行判斷其真(zhen)實性和(he)(he)準確性，剔除和(he)(he)清(qing)洗(xi)受影響而失真(zhen)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)，確保數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)(de)準確性和(he)(he)完整(zheng)性是(shi)(shi)進(jin)(jin)行關聯性分(fen)析(xi)的(de)(de)(de)重要前(qian)提。
相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)計(ji)算：使用(yong)合適的(de)(de)(de)統計(ji)方(fang)(fang)法(fa)或(huo)機器學習算法(fa)計(ji)算各(ge)個(ge)參(can)數之間的(de)(de)(de)相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)。常用(yong)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)包括相(xiang)關(guan)(guan)系數(如皮(pi)爾遜(xun)相(xiang)關(guan)(guan)系數)、協方(fang)(fang)差分(fen)(fen)析、回歸分(fen)(fen)析等。這(zhe)(zhe)些方(fang)(fang)法(fa)可以(yi)幫(bang)助確定參(can)數之間的(de)(de)(de)線性(xing)或(huo)非線性(xing)相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)。這(zhe)(zhe)個(ge)可以(yi)作為具有(you)一定數學分(fen)(fen)析基礎的(de)(de)(de)污水廠管理人員來進行，如果確實沒(mei)有(you)這(zhe)(zhe)方(fang)(fang)面的(de)(de)(de)能(neng)力，可以(yi)跳(tiao)過(guo)這(zhe)(zhe)個(ge)環節，先用(yong)可視化的(de)(de)(de)方(fang)(fang)式來進行分(fen)(fen)析。
可(ke)(ke)(ke)視(shi)化(hua)(hua)分(fen)析(xi)：將相(xiang)關(guan)性分(fen)析(xi)的(de)結果(guo)(guo)可(ke)(ke)(ke)視(shi)化(hua)(hua)，以(yi)(yi)便更(geng)好地理解數據之間的(de)關(guan)系。可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)使用散點圖(tu)、熱力圖(tu)、線(xian)性回歸曲線(xian)等(deng)可(ke)(ke)(ke)視(shi)化(hua)(hua)工(gong)具來展示相(xiang)關(guan)性的(de)程度和趨(qu)勢，如果(guo)(guo)沒(mei)有(you)進(jin)行(xing)相(xiang)關(guan)性的(de)計算，可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)簡單的(de)用同時(shi)期兩個(ge)或(huo)多個(ge)參數的(de)變化(hua)(hua)曲線(xian)進(jin)行(xing)簡單的(de)對比分(fen)析(xi)。
統計(ji)(ji)(ji)顯(xian)(xian)著性(xing)檢驗：對(dui)于得到(dao)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)關(guan)性(xing)結果，可以(yi)進(jin)行統計(ji)(ji)(ji)顯(xian)(xian)著性(xing)檢驗，以(yi)確(que)定(ding)關(guan)聯(lian)性(xing)是(shi)(shi)否具有統計(ji)(ji)(ji)學上(shang)的(de)(de)(de)顯(xian)(xian)著性(xing)。這(zhe)可以(yi)通(tong)過計(ji)(ji)(ji)算相(xiang)(xiang)關(guan)系數的(de)(de)(de)置信區間或進(jin)行假設檢驗來實現。簡單的(de)(de)(de)說就是(shi)(shi)分析我們(men)做(zuo)出來的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)關(guan)性(xing)具備不具備常規性(xing)，是(shi)(shi)偶然(ran)的(de)(de)(de)數據巧合，還是(shi)(shi)長(chang)期穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)關(guan)聯(lian)，這(zhe)項(xiang)工作需(xu)要結合更(geng)長(chang)時間的(de)(de)(de)周期內更(geng)多的(de)(de)(de)參(can)數數據來進(jin)行統計(ji)(ji)(ji)對(dui)比，這(zhe)樣才能(neng)做(zuo)出準確(que)的(de)(de)(de)判斷。
解(jie)釋和(he)應用(yong)：根據相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)(xing)分(fen)析(xi)的(de)結果(guo)，解(jie)釋不同參(can)數之間(jian)的(de)關(guan)(guan)系，并(bing)應用(yong)這些(xie)結果(guo)來(lai)(lai)優(you)(you)化(hua)(hua)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)過(guo)程。這個(ge)是我們做數據相(xiang)關(guan)(guan)分(fen)析(xi)的(de)最(zui)終目標(biao)，對污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠這樣的(de)復雜(za)影響(xiang)因素的(de)工(gong)藝(yi)系統(tong)，如(ru)(ru)果(guo)具備(bei)參(can)數之間(jian)的(de)關(guan)(guan)聯性(xing)(xing)分(fen)析(xi)，就會得到更(geng)多(duo)(duo)的(de)綜(zong)合信息(xi)。例如(ru)(ru)，如(ru)(ru)果(guo)某(mou)些(xie)參(can)數之間(jian)存(cun)在強(qiang)相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)(xing)，比如(ru)(ru)污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠中的(de)某(mou)一種或(huo)(huo)多(duo)(duo)種指示(shi)性(xing)(xing)微生(sheng)物和(he)進出水(shui)(shui)(shui)質變(bian)化(hua)(hua)，活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)沉降性(xing)(xing)能，活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)有機(ji)份(fen)之間(jian)的(de)關(guan)(guan)聯，通過(guo)可(ke)以(yi)基于這些(xie)關(guan)(guan)系來(lai)(lai)基于指示(shi)性(xing)(xing)微生(sheng)物進行工(gong)藝(yi)的(de)預判(pan)，優(you)(you)化(hua)(hua)活(huo)性(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的(de)性(xing)(xing)狀(zhuang)、改進控制工(gong)藝(yi)或(huo)(huo)預測未來(lai)(lai)的(de)變(bian)化(hua)(hua)。
我們在判(pan)(pan)(pan)斷(duan)某(mou)項數(shu)(shu)據變化是否合(he)理(li)(li)的(de)時候(hou)，可以通(tong)(tong)過(guo)(guo)相關(guan)性分析建(jian)立的(de)關(guan)聯數(shu)(shu)據之間的(de)彼(bi)此(ci)驗證(zheng)來判(pan)(pan)(pan)斷(duan)是否合(he)理(li)(li)。比(bi)如對進(jin)水(shui)單一指標(biao)在線(xian)(xian)監(jian)測儀(yi)表數(shu)(shu)據的(de)突然躍(yue)遷，判(pan)(pan)(pan)斷(duan)是否是單一儀(yi)表的(de)問(wen)題(ti)還是進(jin)水(shui)水(shui)質的(de)問(wen)題(ti)時候(hou)，可以結合(he)其他(ta)指標(biao)的(de)在線(xian)(xian)監(jian)測數(shu)(shu)據來進(jin)行綜合(he)判(pan)(pan)(pan)斷(duan)，通(tong)(tong)過(guo)(guo)比(bi)對這些相關(guan)性指標(biao)，可以看到指標(biao)躍(yue)遷的(de)合(he)理(li)(li)性，如下圖(tu)所示，氨氮忽然增高(gao)通(tong)(tong)過(guo)(guo)COD的(de)曲(qu)線(xian)(xian)對比(bi)，可以判(pan)(pan)(pan)定是進(jin)水(shui)水(shui)質突增而不是設備(bei)問(wen)題(ti)。
但是(shi)在(zai)應用數據(ju)進行(xing)相(xiang)關(guan)性分析(xi)的(de)同時(shi)，需要注意(yi)(yi)的(de)是(shi)，應該(gai)注意(yi)(yi)相(xiang)關(guan)性并不(bu)意(yi)(yi)味著因(yin)果關(guan)系(xi)。相(xiang)關(guan)性只(zhi)能(neng)顯示變量之(zhi)間(jian)的(de)關(guan)聯程(cheng)度，它們(men)是(shi)互相(xiang)佐證的(de)關(guan)系(xi)，不(bu)能(neng)確定其(qi)中的(de)因(yin)果方向。工(gong)藝人員在(zai)解(jie)釋某些工(gong)藝問題(ti)的(de)結果時(shi)，需要謹慎分析(xi)，結合污水處(chu)理的(de)理論知識和近期和遠期的(de)工(gong)藝運行(xing)操作經(jing)驗，以得出準確的(de)結論和應用建議(yi)。
|
|
|
|
