申请日2016.03.16
公开(公告)日2016.08.10
IPC分类号G06F19/00
摘要
本申请提供一种废水处理效果的量化方法及装置，包括：在对一种物质的至少一个样本进行废水处理实验后，获取每个样本对多个评价指标中每个评价指标的数据值;其中，所述多个评价指标为预先设定的、评估样本对废水处理效果的因素;对每个样本中每个评价指标的数据值进行归一化处理，得到每个样本中每个评价指标的隶属度值;针对每个样本而言，计算每个评价指标的隶属度值和该评价指标的对应的权重值的乘积，并将与该样本对应的各个乘积的和值、确定为该样本的废水处理效果;将各个样本的废水处理效果的综合值，确定为所述物质的废水处理效果。本申请可以定量计算物质对废水的处理效果，从而为实际生产应用提供可靠性依据。
权利要求书
1.一种废水处理效果的量化方法，其特征在于，包括：
在对一种物质的至少一个样本进行废水处理实验后，获取每个样本对多个评价指标中每个评价指标的数据值;其中，所述多个评价指标为预先设定的、评估样本对废水处理效果的因素;
对每个样本中每个评价指标的数据值进行归一化处理，得到每个样本中每个评价指标的隶属度值;
针对每个样本而言，计算每个评价指标的隶属度值和该评价指标的对应的权重值的乘积，并将与该样本对应的各个乘积的和值、确定为该样本的废水处理效果;
将各个样本的废水处理效果的综合值，确定为所述物质的废水处理效果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个评价指标包括：
表示评价指标的数据值越大越优的第一类评价指标;和/或，表示评价指标的数据值越小越优的第二类评价指标，和/或，表示评价指标的数据值位于中间优越的第三类评价指标，和/或，语言型评价指标;
其中，所述第一类评价指标包括：样本在废水处理过程中的化学需氧量，和/或，样本在废水处理后的总氮去除率，和/或，样本在废水处理后的总磷去除率，和/或，容纳废水和样本的反应器中的混合液悬浮固体浓度，和/或，样本在所述反应器中的沉降速度;
所述第二类评价指标包括：样本的污泥容积指数;
所述第三类评价指标包括：样本的颗粒半径;
所述语言型评价指标包括：所述反应器在处理废水时的稳定性。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，针对所述第一类评价指标，对评价指标的数据值进行归一化处理得到评价指标的隶属度值，包括：
利用公式对各个样本的第一类评价指标中每个评价指标的数据值进行归一化处理，将公式的计算结果确定为各个样本的第一类评价指标中每个评价指标的隶属度值;
其中，所有样本中各个评价指标的数据值组成评价指标矩阵，在所述评价指标矩阵中每行代表一个样本并采用字母i表示，0 在上述公式中，代表第一类评价指标中第i个样本的第j1个评价指标的隶属度值，代表第i个样本的第j1个评价指标的数据值，代表所有样本中第j1个评价指标的最小值，代表所有样本中第j1个评价指标的最大值。 4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，针对所述第二类评价指标，对评价指标的数据值进行归一化处理得到评价指标的隶属度值，包括： 利用公式对各个样本的第二类评价指标中每个评价指标的数据值进行归一化处理，将公式的计算结果确定为各个样本的第二类评价指标中每个评价指标的隶属度值; 其中，所有样本的各个评价指标的数据值可组成评价指标矩阵，在所述评价指标矩阵中每行代表一个样本并采用字母i表示，0 在上述公式中，代表第二类评价指标中第i个样本的第j2个评价指标的隶属度值，代表第i个样本的第j2个评价指标的数据值，代表所有样本中第j2个评价指标的最小值，代表所有样本中第j2个评价指标的最大值。 5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，针对所述第三类评价指标，对评价指标的数据值进行归一化处理得到评价指标的隶属度值，包括： 利用公式对各个样本的第三类评价指标的数据值进行归一化处理，将公式的计算结果确定为各个样本的第三类评价指标中每个评价指标的隶属度值; 其中，所有样本的各个评价指标的数据值可组成评价指标矩阵，在所述评价指标矩阵中每行代表一个样本并采用字母i表示，0 在上述公式中，代表第i个样本的第j个评价指标的隶属度值，代表第i个样本的第j3个评价指标的数据值，aj表示第j个评价指标最优值的下限，bj表示第j个评价指标最优值的上限。 6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，针对所述语言型评价指标，对评价指标的数据值进行归一化处理得到评价指标的隶属度值，包括： 获取表示反应器稳定性的语气标尺，并获取与所述语气标尺对应的三角模糊数，其中，所述三角模糊数包括最小值、可能值和最大值;所述语气标尺包括多个评价等级; 将所述三角模糊数代入公式将计算结果确定为反应器稳定性的隶属度值;其中，s为三角模糊数的最小值、u为三角模糊数的最大值，m为三角模糊数的可能值。 7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定每个评价指标在量化废水处理效果时的权重值，包括： 利用模糊层次分析法计算每个评价指标的主观权重;和/或，利用熵权法计算每个评价指标的客观权重; 将每个评价指标的主观权重和客观权重的综合权重，或者主观权重、或者客观权重，确定为各个评价指标的权重值。 8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用模糊层次分析法计算每个评价指标的主观权重，包括： 获取模糊互补判别矩阵;其中，所述模糊互补判别矩阵中每个数值均表示两个评价指标之间的重要程度比较之后的得分; 基于所述模糊互补判别矩阵，构建模糊层次分析函数及其约束条件; 采用加速遗传算法在所述约束条件下求解模糊层次分析函数的最小值; 若所述最小值小于预设标准值，则将采用加速遗传算法求解模糊层次分析函数得到权重值，确定为各个评价指标的主观权重。 9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用熵权法计算每个评价指标的客观权重，包括： 利用公式计算各个评价指标的信息熵; 利用公式各个评价指标的客观权重;其中，gj=1-hj; 其中，hj为第j个评价指标的信息熵，k为系数且k=1/ln(n)，pij表示第i个样本中第j个评价指标数据值的出现概率，rij为第i个样本中第j个评价指标隶属度值。 10.一种废水处理效果的量化装置，其特征在于，包括： 获取单元，用于在对一种物质的至少一个样本进行废水处理实验后，获取每个样本对多个评价指标中每个评价指标的数据值;其中，所述多个评价指标为预先设定的、评估样本对废水处理效果的因素; 归一化单元，用于对每个样本中每个评价指标的数据值进行归一化处理，得到每个样本中每个评价指标的隶属度值; 计算单元，用于针对每个样本而言，计算每个评价指标的隶属度值和该评价指标对应的权重值的乘积，并将与该样本对应的各个乘积的和值、确定为该样本的废水处理效果; 确定处理效果单元，用于将各个样本的废水处理效果的综合值，确定为所述物质的废水处理效果。 说明书 废水处理效果的量化方法及装置 技术领域 本申请涉及废水生物处理技术领域，尤其涉及一种废水处理效果的量化方法及装置。 背景技术 随着工业化水平越来越高，环境污染也越来严重。为了保护人类的生态环境，治理环境污染已经成为目前主要研究方向。环境污染按属性可以分为大气污染、土壤污染和水体污染。其中，水体污染主要指从油船与油井漏出来的原油，农田用的杀虫剂和化肥，工厂排出的污水，矿场流出的酸性溶液等污染源造成污染。 随着生物科学家的深入研究，发现一些物质在一定程度上可以治理水体污染;例如，好氧颗粒污泥和活性污泥絮体等。可以理解的是，由于不同物质的特性不同，所以不同物质对废水的处理效果也是各不相同的。这些物质对废水的处理效果可以体现在多个方面，如，物质的化学需氧量、废水中总氮去除率和废水中总磷去除率等等多个评价指标。因此，在确定这些物质对废水的处理效果时需要综合考虑多个指标。 由于综合考虑多个评价指标这个过程较为复杂，所以目前确定物质对废水的处理效果通常是定性分析，即由技术人员来人为模糊判断物质对废水处理效果的好坏。但是，人为定性分析物质对废水处理效果的方式得到的结果不太准确，无法准确为实际的生产应用提供可靠性依据。 发明内容 鉴于此，本申请提供了一种废水处理效果的计算方法及装置，可以定量计算物质对废水的处理效果，以便为实际生产应用提供可靠性依据。 为了实现上述目的，本申请提供了以下技术手段： 一种废水处理效果的量化方法，包括： 在对一种物质的至少一个样本进行废水处理实验后，获取每个样本对多个评价指标中每个评价指标的数据值;其中，所述多个评价指标为预先设定的、评估样本对废水处理效果的因素; 对每个样本中每个评价指标的数据值进行归一化处理，得到每个样本中每个评价指标的隶属度值; 针对每个样本而言，计算每个评价指标的隶属度值和该评价指标的对应的权重值的乘积，并将与该样本对应的各个乘积的和值、确定为该样本的废水处理效果; 将各个样本的废水处理效果的综合值，确定为所述物质的废水处理效果。 优选的，所述多个评价指标包括： 表示评价指标的数据值越大越优的第一类评价指标;和/或，表示评价指标的数据值越小越优的第二类评价指标，和/或，表示评价指标的数据值位于中间优越的第三类评价指标，和/或，语言型评价指标; 其中，所述第一类评价指标包括：样本在废水处理过程中的化学需氧量，和/或，样本在废水处理后的总氮去除率，和/或，样本在废水处理后的总磷去除率，和/或，容纳废水和样本的反应器中的混合液悬浮固体浓度，和/或，样本在所述反应器中的沉降速度; 所述第二类评价指标包括：样本的污泥容积指数; 所述第三类评价指标包括：样本的颗粒半径; 所述语言型评价指标包括：所述反应器在处理废水时的稳定性。 优选的，针对所述第一类评价指标，对评价指标的数据值进行归一化处理得到评价指标的隶属度值，包括： 利用公式对各个样本的第一类评价指标中每个评价指标的数据值进行归一化处理，将公式的计算结果确定为各个样本的第一类评价指标中每个评价指标的隶属度值; 其中，所有样本中各个评价指标的数据值组成评价指标矩阵，在所述评价指标矩阵中每行代表一个样本并采用字母i表示，0 在上述公式中，代表第一类评价指标中第i个样本的第j1个评价指标的隶属度值，代表第i个样本的第j1个评价指标的数据值，代表所有样本中第j1个评价指标的最小值，代表所有样本中第j1个评价指标的最大值。 优选的，针对所述第二类评价指标，对评价指标的数据值进行归一化处理得到评价指标的隶属度值，包括： 利用公式对各个样本的第二类评价指标中每个评价指标的数据值进行归一化处理，将公式的计算结果确定为各个样本的第二类评价指标中每个评价指标的隶属度值; 其中，所有样本的各个评价指标的数据值可组成评价指标矩阵，在所述评价指标矩阵中每行代表一个样本并采用字母i表示，0 在上述公式中，代表第二类评价指标中第i个样本的第j2个评价指标的隶属度值，代表第i个样本的第j2个评价指标的数据值，代表所有样本中第j2个评价指标的最小值，代表所有样本中第j2个评价指标的最大值。 优选的，针对所述第三类评价指标，对评价指标的数据值进行归一化处理得到评价指标的隶属度值，包括： 利用公式对各个样本的第三类评价指标的数据值进行归一化处理，将公式的计算结果确定为各个样本的第三类评价指标中每个评价指标的隶属度值; 其中，所有样本的各个评价指标的数据值可组成评价指标矩阵，在所述评价指标矩阵中每行代表一个样本并采用字母i表示，0 在上述公式中，代表第i个样本的第j个评价指标的隶属度值，代表第i个样本的第j3个评价指标的数据值，aj表示第j个评价指标最优值的下限，bj表示第j个评价指标最优值的上限。 优选的，针对所述语言型评价指标，对评价指标的数据值进行归一化处理得到评价指标的隶属度值，包括： 获取表示反应器稳定性的语气标尺，并获取与所述语气标尺对应的三角模糊数，其中，所述三角模糊数包括最小值、可能值和最大值;所述语气标尺包括多个评价等级; 将所述三角模糊数代入公式将计算结果确定为反应器稳定性的隶属度值;其中，s为三角模糊数的最小值、u为三角模糊数的最大值，m为三角模糊数的可能值。 优选的，所述确定每个评价指标在量化废水处理效果时的权重值，包括： 利用模糊层次分析法计算每个评价指标的主观权重;和/或，利用熵权法计算每个评价指标的客观权重; 将每个评价指标的主观权重和客观权重的综合权重，或者主观权重、或者客观权重，确定为各个评价指标的权重值。 优选的，所述利用模糊层次分析法计算每个评价指标的主观权重，包括： 获取模糊互补判别矩阵;其中，所述模糊互补判别矩阵中每个数值均表示两个评价指标之间的重要程度比较之后的得分; 基于所述模糊互补判别矩阵，构建模糊层次分析函数及其约束条件; 采用加速遗传算法在所述约束条件下求解模糊层次分析函数的最小值; 若所述最小值小于预设标准值，则将采用加速遗传算法求解模糊层次分析函数得到权重值，确定为各个评价指标的主观权重。 优选的，所述利用熵权法计算每个评价指标的客观权重，包括： 利用公式计算各个评价指标的信息熵; 利用公式各个评价指标的客观权重;其中，gj=1-hj; 其中，hj为第j个评价指标的信息熵，k为系数且k=1/ln(n)，pij表示第i个样本中第j个评价指标数据值的出现概率，rij为第i个样本中第j个评价指标隶属度值。 一种废水处理效果的量化装置，包括： 获取单元，用于在对一种物质的至少一个样本进行废水处理实验后，获取每个样本对多个评价指标中每个评价指标的数据值;其中，所述多个评价指标为预先设定的、评估样本对废水处理效果的因素; 归一化单元，用于对每个样本中每个评价指标的数据值进行归一化处理，得到每个样本中每个评价指标的隶属度值; 计算单元，用于针对每个样本而言，计算每个评价指标的隶属度值和该评价指标对应的权重值的乘积，并将与该样本对应的各个乘积的和值、确定为该样本的废水处理效果; 确定处理效果单元，用于将各个样本的废水处理效果的综合值，确定为所述物质的废水处理效果。 通过以上技术手段可以发现本申请具有以下有益效果： 通过本申请提供的一种废水处理效果的计算方法，本申请可以获取各个评价指标的数据值并将数据值进行归一化得到隶属度值。然后，将隶属度值与权重值的乘积并求和之后，便可以得到各个样本的废水处理效果。最后，将各个样本的废水处理效果的综合值，确定为物质的废水处理效果。通过本申请提供的方式可以定量计算物质对废水的处理效果，从而可以为实际生产应用提供可靠性依据。
