李曉娟
（天津東郊污水處理廠）

　　 污水處理廠運(yùn)行過程中獲得大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果不是分析，解釋，那么數(shù)據(jù)只是一紙空文。使用表格，質(zhì)量守恒分析，圖表等方式只是監(jiān)督工藝管理的初步，從大量的數(shù)據(jù)和可獲得的工藝運(yùn)行信息分析，從而指導(dǎo)運(yùn)行是最重要的工作。
　　追蹤記錄工藝運(yùn)行參數(shù)，如出水特性等是很重要的工作，然而為了追求高品質(zhì)的處理效果而選擇最能直接影響工藝運(yùn)行的變量是很難的。操作者查看以前的數(shù)據(jù)來確定以后的工藝控制策略，如果有很多相關(guān)的工藝參數(shù)，那么可以利用統(tǒng)計(jì)工具幫助選擇被監(jiān)督的參數(shù)，選擇參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)是定期觀察特定參數(shù)的有效性。如果有效則證明工藝運(yùn)行與磁變量之間有關(guān)系，統(tǒng)計(jì)學(xué)稱之為關(guān)聯(lián)，一些基本的統(tǒng)計(jì)方法可用于確定兩者關(guān)系的大小。不能很好地應(yīng)用已知的工藝管理概念是運(yùn)行失敗的原因之一。

1 線形回歸

　　坐標(biāo)圖是以兩個(gè)不同的測量變量作圖，如果數(shù)據(jù)隨機(jī)地出現(xiàn)在直線兩側(cè)，這個(gè)數(shù)據(jù)就可以獲得兩個(gè)測量值的關(guān)系，如果這些點(diǎn)緊密地聚集在直線兩側(cè)，這個(gè)數(shù)據(jù)就可用于工藝管理的預(yù)測工具。例如：污泥濃度可看為工藝控制參數(shù)（X），出水BOD 是工藝運(yùn)行的結(jié)果（Y），對(duì)應(yīng)值與計(jì)算得到的回歸線如下：

n 日期 BOD(Y) MLSS(X) XY X² Y² 1 1999.03.31 25 2708 67700 7333264 625 2 1999.04.01 18 2489 44802 6195121 324 3 1999.04.02 14 2465 45610 6076225 196 4 1999.04.07 10 2418 24180 5846724 100 5 1999.04.08 19 2629 49951 6911641 361 6 1999.04.09 17 2633 44761 6932689 289 7 1999.04.14 14 2603 36442 6775609 196 8 1999.04.15 12 2220 26640 4928400 144 9 1999.04.16 10 2412 24120 5817744 100 10 1999.04.21 17 2589 44166 6749604 289 11 1999.04.22 27 2653 71631 7038409 729 12 1999.04.23 21 2599 54579 6754801 441 總計(jì) 204 30427 523482 77360231 3794

　　雖然這些點(diǎn)沒有全部落在這條直線上，但他們聚集在直線周圍，根據(jù)這條直線可以通過曝氣池的混合液懸浮固體MLSS大致估計(jì)出水BOD的值，用眼將線定于此處是很主觀的，值得商榷，但能很快得出結(jié)果，從給出的數(shù)據(jù)可以計(jì)算出這條線，這是比較精確的方法，運(yùn)用公式：y=kx+b
　　其中：y=預(yù)計(jì)的工藝運(yùn)行結(jié)果x²k=直線的斜率x² x=控制的參數(shù) b=常數(shù)

　　其中：∑代表求和　　 n代表有幾組數(shù)據(jù)
　　根據(jù)我廠運(yùn)行數(shù)據(jù)，基本上符合以上公式，根據(jù)數(shù)據(jù)和公式

　　則等式變?yōu)閥=0.0296x-58.14,在坐標(biāo)系中確定直線。

2 相關(guān)分析

　　相關(guān)分析使用前面提到的等式并計(jì)算相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)表示一組數(shù)據(jù)與一條直線的數(shù)值比。完美的相關(guān)性結(jié)果為相關(guān)系數(shù)是±1.0，并且為一條直線，數(shù)值越接近1，關(guān)聯(lián)越有意義。因?yàn)槲鬯幚韽S本質(zhì)上是動(dòng)態(tài)的，因此，數(shù)據(jù)很分散，如果相關(guān)系數(shù)為0，則表示數(shù)據(jù)分散在水平線兩側(cè)，沒有正比和反比的關(guān)系。在動(dòng)態(tài)的污水生物處理系統(tǒng)中，相關(guān)系數(shù)在0.6～0.7之間，相關(guān)系數(shù)的計(jì)算方法

　　X=控制參數(shù)（MLSS，SRT，流量）
　　Y=工藝運(yùn)行結(jié)果（出水TSS，BOD，揮發(fā)物減少百分比）
　　相關(guān)系數(shù)r表示X與Y兩系列間相關(guān)密切與否的指標(biāo)。
　　使用前面的數(shù)據(jù)，計(jì)算r
　　r=0.752
　　考慮到它是個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)。0.752可以認(rèn)為是個(gè)好的相關(guān)系數(shù)。即在MLSS和出水BOD之間存在強(qiáng)烈的關(guān)聯(lián)。選擇MLSS作出水BOD的預(yù)見值是一個(gè)可靠的工藝控制工具。

3 達(dá)到頻率的方法

　　動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)可能產(chǎn)生很分散的數(shù)據(jù)和較底的相關(guān)系數(shù)，達(dá)到頻率的方法適用于在一定頻率內(nèi)滿足特定的行為，從而說明和確定數(shù)據(jù)分散的數(shù)量和程度。達(dá)到頻率的方法，可以直接應(yīng)用于污水處理設(shè)施的工藝管理。前面提到的統(tǒng)計(jì)方法中，一個(gè)變量是控制參數(shù)，另一個(gè)是運(yùn)行結(jié)果變量。
　　雖然這些對(duì)比可以用計(jì)算器來完成，但計(jì)算機(jī)的記錄程序是適合這一類分析的理想工具，它能分類，計(jì)算和做圖，下面是使用達(dá)到頻率的方法的步驟。
　　（1）填充數(shù)據(jù)點(diǎn)（A，B），包括一個(gè)控制參數(shù)變量，一個(gè)運(yùn)行結(jié)果變量，數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)據(jù)越大，分析越可靠，A列是運(yùn)行結(jié)果，如出水TSS，B列是控制參數(shù)，如水流速率。
　?。?）依照控制參數(shù)的大小整理數(shù)據(jù)，如果運(yùn)行結(jié)果因控制參數(shù)的增加而減少，數(shù)據(jù)應(yīng)按升序排列，如果運(yùn)行結(jié)果因控制參數(shù)的增加而增加，數(shù)據(jù)按降序排列。
　　（3）數(shù)據(jù)點(diǎn)的總量。
　?。?）填寫期望值，如果初沉出水TSS的運(yùn)行目標(biāo)是100mg/L，98%的時(shí)間都能達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，則期望值為100。
　?。?）用C列表示是否滿足運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，如果滿足期望值，此項(xiàng)計(jì)0，否則計(jì)1。
　?。?）D列表示沒有滿足期望值的次數(shù)D₂=C₂+D₁
　　（7）E列是個(gè)計(jì)算值，是D與總點(diǎn)數(shù)（730）的比值，表示沒有滿足期望值的次數(shù)所占的比例。
　?。?）控制參數(shù)此時(shí)顯示了相應(yīng)的所期望獲得的參數(shù)，如獲得頻率為98%，要使初沉出水TSS少于100mg/L，則水流速率需少于37.10 m³/m²d。

A B C D E … … … … … 98 37.04 0 14 1.92% 74 37.06 0 14 1.92% 132 37.1 1 15 2.05% 58 37.13 0 15 2.05% 130 37.17 1 16 2.19% … … … … …

　　達(dá)到頻率方法的數(shù)據(jù)樣本

4 數(shù)據(jù)處理概括

　　污水處理廠有許多傳統(tǒng)的處理數(shù)據(jù)的方法，以時(shí)間為橫軸，其他參數(shù)為縱軸，在估計(jì)數(shù)據(jù)傾向上很有用處，特別是動(dòng)態(tài)的生物處理系統(tǒng)，變化會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)，使用多天運(yùn)行的平均值來估計(jì)運(yùn)行結(jié)果會(huì)更有用處，使用做圖法是表示兩個(gè)變量的潛在關(guān)系的最好方法。從這個(gè)角度講，回歸線是用來起論斷作用的工具，它們的有效性可用回歸分析來檢驗(yàn)，對(duì)一項(xiàng)工作選擇合適的工具以獲得理想的結(jié)果需要了解分析各種方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。

高分散數(shù)據(jù) 使用多天平均值、使用坐標(biāo)系、不使用時(shí)間做圖 使用達(dá)到頻率的方法、不使用最小相關(guān)面積 低分散數(shù)據(jù) 使用時(shí)間做圖、使用坐標(biāo)系、不使用多天平均值 使用最小相關(guān)面積、不使用達(dá)到頻率的方法

　　分析方法的優(yōu)劣
　　工藝變化以前，運(yùn)行人員應(yīng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，找到正確的分析數(shù)據(jù)，工藝參數(shù)的變化應(yīng)被記錄在案以備其他人員參考，在以生物處理為主的污水處理廠，環(huán)境變化的影響較慢，有一個(gè)時(shí)間的延遲現(xiàn)象，在數(shù)據(jù)分析時(shí)應(yīng)給予考慮，工藝控制參數(shù)發(fā)生變化后，應(yīng)每天檢查并做出相應(yīng)的評(píng)判，如果一段時(shí)間沒有效果，要重新調(diào)整參數(shù)。