废水处理厂的集成实时智能控制:以数据为导向的建模,用于增强预测和监管策略
Wei Dai1, Ji-Wei Pang2, Jie Ding1
1State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment, School of Environment, Harbin Institute of Technology, Harbin, 150090, China.
本研究介绍了废水处理厂的成本效益高的特征提取方法,改进了实时动态控制. 这种方法提高了计算效率,降低了能源消耗,同时保持了废水质量.
科学领域:
- 环境工程 环境工程
- 水处理技术水处理技术
- 环境管理中的数据科学
背景情况:
- 水务部门的实时动态控制面临着高数据和计算成本的挑战.
- 现有的机械和机器学习模型需要大量的资源来实现.
- 污水处理厂 (WWTP) 需要有效的控制策略来管理运营费用和环境影响.
研究的目的:
- 开发一种创新的,具有成本效益的特征提取方法,用于WWTP中的动态控制.
- 使用提取的动态特征构建数据驱动模型,用于实时控制.
- 提高计算效率,减少废水管理中的能源消耗.
主要方法:
- 从关键基底变量的时间序列数据中提取动态特征.
- 为预测基质变化 (氨,总,生物化学氧气需求) 构建数据驱动模型.
- 开发实时控制策略,包括动态更新机制 (每3小时更新参数).
主要成果:
- 数据驱动模型准确地预测了与相关系数> 0.8.8 的基质变化.
- 计算效率显著提高,模型参数校准时间从939.75秒缩短到87.52秒.
- 实时控制策略将能耗降低高达24.3%,同时满足废水排放标准.
结论:
- 拟议的特征提取方法为WWTP中的动态控制提供了具有成本效益的解决方案.
- 该方法通过专注于关键变量特征,尽量减少对广泛数据集的依赖.
- 通过动态参数更新机制提高系统适应性和响应性.
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