申請日2013.10.30
公開(公告)日2016.06.01
IPC分類號G06F19/00
摘要
一種冶金行業(yè)污水處理工藝調(diào)控方法，涉及冶金行業(yè)污水處理技術(shù)。采集數(shù)據(jù)確定評估指標(biāo);建立評估指標(biāo)體系;計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值，用來描述各項(xiàng)指標(biāo)對冶金污水處理工藝實(shí)際運(yùn)行效果的影響程度;建立各項(xiàng)指標(biāo)云模型，用來描述各項(xiàng)指標(biāo)在待評估冶金污水處理工藝中最接近實(shí)際狀態(tài)的運(yùn)行效果;用一個15維綜合云T來描述各項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成的待評估冶金污水處理工藝的整體運(yùn)行狀態(tài);計(jì)算加權(quán)偏離度θ用來衡量綜合云重心T的改變，反映待評估污水處理工藝運(yùn)行狀態(tài)與理想狀態(tài)下污水處理工藝運(yùn)行效果的差距;評測加權(quán)偏離度θ得到評估結(jié)果，對處理工藝進(jìn)行調(diào)控。本發(fā)明能夠結(jié)合具體冶金污水處理工藝，對每種工藝進(jìn)行準(zhǔn)確的評估及調(diào)控，保證工藝的實(shí)際運(yùn)行效果。
權(quán)利要求書
1.一種冶金行業(yè)污水處理工藝調(diào)控方法，其特征在于：包括以下步驟：
步驟1：采集數(shù)據(jù)，確定評估指標(biāo)：
對不同類型、不同規(guī)模的冶金企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，針對冶金行業(yè)污水特征，選定15個評價指標(biāo)，具體包括8個定量指標(biāo)與7個定性指標(biāo)：
所述的定量指標(biāo)包括：運(yùn)行成本費(fèi)用P3、基建投資費(fèi)用P4、單元產(chǎn)值用水量P5、COD去除率S1、SS去除率S2、重金屬去除率S3、酚氰去除率S4、出水資源化利用率S58項(xiàng)指標(biāo);
上述8項(xiàng)定量指標(biāo)的數(shù)據(jù)由現(xiàn)場多次采樣測定取平均值獲得;
所述的定性指標(biāo)包括：技術(shù)上對原有工程的利用程度P1、技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性P2、對水質(zhì)水量水溫的適應(yīng)性P6、人員結(jié)構(gòu)R1、運(yùn)行管理難易程度R2、對廠區(qū)整個環(huán)境的影響R3、對操作人員的健康影響R47項(xiàng)指標(biāo);
上述7項(xiàng)定性指標(biāo)采用專家評分法給予評分，評分方法采用10標(biāo)度法，10標(biāo)度分別為非常差、很差、較差、差、一般、好、較好、很好、非常好、極好，對應(yīng)的評分依次為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0;
步驟2：利用步驟1中的評估指標(biāo)建立評估指標(biāo)體系，評估指標(biāo)體系采用壓力-狀態(tài)-響應(yīng)PSR模型建立，該模型中的壓力指標(biāo)P對應(yīng)步驟1中的技術(shù)上對原有工程的利用程度、技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性、運(yùn)行成本費(fèi)用、基建投資費(fèi)用、單元產(chǎn)值用水量和對水質(zhì)水量水溫的適應(yīng)性;狀態(tài)指標(biāo)S對應(yīng)步驟1中的COD去除率、SS去除率、重金屬去除率、酚氰去除率和出水資源化利用率;響應(yīng)指標(biāo)R對應(yīng)步驟1中的人員結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理難易程度、對廠區(qū)整個環(huán)境的影響和對操作人員的健康影響;
評估指標(biāo)體系由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三層組成：
�、駥訛槟繕�(biāo)層——待評估的冶金污水處理工藝;
�、�?qū)訛橹虚g層，由壓力指標(biāo)P、狀態(tài)指標(biāo)S和響應(yīng)指標(biāo)R組成;
�、髮訛橹笜�(biāo)層，由15個獨(dú)立的評估指標(biāo)組成;
步驟3：在步驟2中建立的評估指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上利用層次分析法計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值，該權(quán)重值用來描述各項(xiàng)指標(biāo)對冶金污水處理工藝實(shí)際運(yùn)行效果的影響程度：
步驟3.1：建立Ⅰ-Ⅱ?qū)优袛嗑仃嘇：根據(jù)步驟2中Ⅱ?qū)拥?項(xiàng)指標(biāo)對目標(biāo)層Ⅰ層的重要程度構(gòu)建Ⅰ-Ⅱ?qū)优袛嗑仃嘇，該重要程度指壓力指標(biāo)P、狀態(tài)指標(biāo)S和響應(yīng)指標(biāo)R三項(xiàng)指標(biāo)對冶金污水處理工藝實(shí)際運(yùn)行效果的影響大小，通過專家打分得出，對重要性程度按1-9賦值：1表示兩個指標(biāo)相比，具有同等重要性;3表示兩個元素相比，前者比后者稍重要;5表示兩個元素相比，前者比后者明顯重要;7表示兩個元素相比，前者比后者強(qiáng)烈重要;9表示兩個元素相比，前者比后者極端重要;2、4、6、8表示上述判斷的中間值;它們的倒數(shù)表示若元素i與元素j的重要性之比為aij,則元素j與元素i的重要性之比為aji=1/aij;
構(gòu)建Ⅰ-Ⅱ?qū)优袛嗑仃嘇，方法為：
壓力指標(biāo)P與壓力指標(biāo)P相比得出a11，壓力指標(biāo)P與狀態(tài)指標(biāo)S相比得出a12，壓力指標(biāo)P與響應(yīng)指標(biāo)R相比得出a13，作為Ⅰ-Ⅱ?qū)优袛嗑仃嚨牡?行;
狀態(tài)指標(biāo)S與壓力指標(biāo)P相比得出a21，狀態(tài)指標(biāo)S與狀態(tài)指標(biāo)S相比得出a22，狀態(tài)指標(biāo)S與響應(yīng)指標(biāo)R相比得出a23，作為Ⅰ-Ⅱ?qū)优袛嗑仃嚨?行;
同理，響應(yīng)指標(biāo)R與壓力指標(biāo)P相比得出a31，響應(yīng)指標(biāo)R與狀態(tài)指標(biāo)S相比得出a32，響應(yīng)指標(biāo)R與響應(yīng)指標(biāo)R相比得出a33，作為Ⅰ-Ⅱ?qū)优袛嗑仃嚨牡?行;
步驟3.2：根據(jù)Ⅲ層中15項(xiàng)指標(biāo)：技術(shù)上對原有工程的利用程度P1、技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性P2、運(yùn)行成本費(fèi)用P3、基建投資費(fèi)用P4、單元產(chǎn)值用水量P5、對水質(zhì)水量水溫的適應(yīng)性P66項(xiàng)指標(biāo)對第Ⅱ?qū)又械膲毫χ笜?biāo)P的重要程度構(gòu)建Ⅱ-Ⅲ層判斷矩陣C，該重要程度表示上述6項(xiàng)指標(biāo)對壓力指標(biāo)P的影響大小，方法與步驟3.1中構(gòu)建Ⅰ-Ⅱ?qū)优袛嗑仃嚪椒ㄏ嗤?/P>
Ⅱ-Ⅲ層判斷矩陣C的第1行分別為技術(shù)上對原有工程的利用程度P1與技術(shù)上對原有工程的利用程度P1、技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性P2、運(yùn)行成本費(fèi)用P3、基建投資費(fèi)用P4、單元產(chǎn)值用水量P5、對水質(zhì)水量水溫的適應(yīng)性P66個指標(biāo)的重要程度打分;
第2行分別為技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性P2與技術(shù)上對原有工程的利用程度P1、技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性P2、運(yùn)行成本費(fèi)用P3、基建投資費(fèi)用P4、單元產(chǎn)值用水量P5、對水質(zhì)水量水溫的適應(yīng)性P66個指標(biāo)的重要程度打分;
其余各行依次類推，得到Ⅱ-Ⅲ層6×6判斷矩陣C;
同理，根據(jù)第Ⅲ層中COD去除率S1、SS去除率S2、重金屬去除率S3、酚氰去除率S4、出水資源化利用率S55項(xiàng)指標(biāo)對狀態(tài)指標(biāo)S的重要程度，該重要程度表示上述5項(xiàng)指標(biāo)對狀態(tài)指標(biāo)S的影響程度，通過打分得出一個5×5的判斷矩陣D：
判斷矩陣D的第1行分別為COD去除率S1與COD去除率S1、SS去除率S2、重金屬去除率S3、酚氰去除率S4、出水資源化利用率S55項(xiàng)指標(biāo)的重要程度打分;
第2行分別為SS去除率S2與COD去除率S1、SS去除率S2、重金屬去除率S3、酚氰去除率S4、出水資源化利用率S55項(xiàng)指標(biāo)的重要程度打分;其余3行可依次得出;
根據(jù)第Ⅲ層中人員結(jié)構(gòu)R1、運(yùn)行管理難易程度R2、對廠區(qū)整個環(huán)境的影響R3、對操作人員的健康影響R44項(xiàng)指標(biāo)對響應(yīng)指標(biāo)R的重要程度，該重要表示上述4項(xiàng)指標(biāo)對響應(yīng)指標(biāo)R的影響大小，通過打分得出一個4×4的判斷矩陣F：
判斷矩陣F的第1行分別為人員結(jié)構(gòu)R1與人員結(jié)構(gòu)R1、運(yùn)行管理難易程度R2、對廠區(qū)整個環(huán)境的影響R3、對操作人員的健康影響R44項(xiàng)指標(biāo)的重要程度打分;
第2行分別為運(yùn)行管理難易程度R2與人員結(jié)構(gòu)R1、運(yùn)行管理難易程度R2、對廠區(qū)整個環(huán)境的影響R3、對操作人員的健康影響R44項(xiàng)指標(biāo)的重要程度打分;余下2行可依次得出;
步驟3.3：對步驟3.1和步驟3.2中的確定的判斷矩陣進(jìn)行排序，經(jīng)一致性檢驗(yàn)，得到每個指標(biāo)的權(quán)重wi，具體做法如下所述：
計(jì)算出各判斷矩陣的最大特征根λmax及其對應(yīng)的特征向量ζ，特征向量ζ經(jīng)歸一化后記為w’，w’的元素即為同一層次因素對于上一層次某因素的相對重要性的排序權(quán)值，該過程稱為排序;
進(jìn)行一致性檢驗(yàn)后，得到每個指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重值wi，且有i=1～15，0 步驟4：建立步驟1中的各項(xiàng)指標(biāo)的云模型，用期望Ei來描述各項(xiàng)指標(biāo)在待評估冶金污水處理工藝中最接近實(shí)際狀態(tài)的運(yùn)行效果，包括以下步驟： 步驟4.1：對每一個定量指標(biāo)，根據(jù)步驟1中現(xiàn)場多次采樣測定的數(shù)據(jù)樣本，用一個云模型來表示： Ei=(Ei1+Ei2+…+Ein)/n 式中，Ei表示指標(biāo)的期望;Ei1～Ein表示每項(xiàng)指標(biāo)的n個數(shù)據(jù)樣本; 步驟4.2：對每個定性指標(biāo)，根據(jù)步驟1中的專家10標(biāo)度打分?jǐn)?shù)據(jù)樣本，對于n個專家打分的結(jié)果，用另一個云模型表征該定性指標(biāo)在待評估模型狀態(tài)下最真實(shí)的狀態(tài)，公式如下： Ei=(Ei1+Ei2+…+Ein)/n 式中，Ei表示指標(biāo)的期望;Ei1～Ein表示每個指標(biāo)的n個專家打分分值; 步驟5：在步驟4確定的各項(xiàng)指標(biāo)的云模型表示的基礎(chǔ)上，用一個15維綜合云T來描述由步驟1確定的各項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成的待評估冶金污水處理工藝的整體運(yùn)行狀態(tài)： 當(dāng)評估體系中15個指標(biāo)所反映的處理工藝的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化時，這個15維綜合云的形狀也會發(fā)生變化，其重心隨之改變，綜合云的重心T的改變則反映了該冶金污水處理工藝的運(yùn)行效果的好壞： T=(T1,T2,…T15) 式中Ti=Ei×wi，i=1～15; 當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時，其重心變化為T'： T'=(T'1,T'2,…,T'15) 式中，T'=E′i×w′i;E′i代表各指標(biāo)變化后的期望值，w′i表示各指標(biāo)發(fā)生變化后的權(quán)重值; 步驟6：利用步驟5得出的結(jié)果，計(jì)算加權(quán)偏離度θ，用加權(quán)偏離度θ衡量綜合云重心T的改變，反映出待評估污水處理工藝運(yùn)行狀態(tài)與理想狀態(tài)下污水處理工藝運(yùn)行效果的差距： 待評估冶金污水處理工藝?yán)硐霠顟B(tài)下的各項(xiàng)指標(biāo)值是已知的，假設(shè)待評估工藝?yán)硐霠顟B(tài)下的云重心向量T0，該云重心向量T0表示待評估污水處理工藝?yán)硐霠顟B(tài)下的運(yùn)行處理效果，式為： T0=Ei0×wi=(T01,T02,…,T015) 式中：Ei0為待評估冶金污水處理工藝?yán)硐霠顟B(tài)下的期望值，即理想狀態(tài)下待評估處理技術(shù)的運(yùn)行處理效果，wi為步驟3中所求的各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值，T01,T02,…,T015分別為各項(xiàng)指標(biāo)的在待評估處理工藝?yán)硐霠顟B(tài)下云重心向量; 將由步驟5中得到的待評估狀態(tài)下的綜合云重心向量T進(jìn)行歸一化，得到一組向量TG=(T1G,T2G,…,TiG)： 式中，TG表示歸一后的綜合云向量，Ti0表示該工藝?yán)硐霠顟B(tài)下的運(yùn)行狀態(tài)單個指標(biāo)的云重心向量，Ti表示某一指標(biāo)待評估狀態(tài)下的云重心向量; 經(jīng)歸一化之后，表征系統(tǒng)狀態(tài)的綜合云重心向量均為有大小、有方向、無量綱的值; 把各指標(biāo)歸一化之后的向量值乘以其權(quán)重值wi，然后再相加，取平均值后得到加權(quán)偏離度θ： 其中，θ表示加權(quán)偏離度，且有0≤θ≤1，wi表示步驟3中所求的第i個單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值，TGi表示待評估狀態(tài)下單個指標(biāo)歸一后的云重心向量; 步驟7:評測步驟6中的得到的加權(quán)偏離度θ，得到評估結(jié)果： 將非常差、很差、較差、差、一般、好、較好、很好、非常好、極好10個評語置于連續(xù)的坐標(biāo)尺上，并將每個評語值都用云模型來實(shí)現(xiàn)，其分別對應(yīng)的云模型的期望為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0，構(gòu)成一個定性評測的云發(fā)生器; 將待評估的污水處理工藝的理想狀態(tài)視為極好，若θ絕對值越大則表示該工藝在待狀態(tài)下與理想狀態(tài)越接近，性能越好;若θ絕對值越小，則表示該處理工藝在待狀態(tài)下與理想狀態(tài)差距越大，性能有待調(diào)控; 步驟8：根據(jù)步驟7的結(jié)果對處理工藝進(jìn)行調(diào)控： 對步驟7得出的評判結(jié)果，若得出的結(jié)果為極好、非常好、很好，則說明該冶金污水處理工藝適用于該冶金企業(yè)污水;若得出其余結(jié)果，則說明該工藝存在需要改進(jìn)的地方，要對該工藝進(jìn)行靈敏度分析，再繼續(xù)對工藝進(jìn)行調(diào)整。 說明書 一種冶金行業(yè)污水處理工藝調(diào)控方法 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及一種冶金行業(yè)污水處理技術(shù)，特別涉及一種基于層次分析法(AHP)的云重心評判法(MCGC)的冶金行業(yè)污水處理工藝調(diào)控方法。 背景技術(shù) 冶金行業(yè)由于其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的污水，其污水特征是水量大、污染物種類多、水質(zhì)復(fù)雜多變，是一種難處理的工業(yè)廢水。隨著國家環(huán)保政策力度的不斷加強(qiáng)，以及大量出現(xiàn)的嚴(yán)重環(huán)境問題，使得冶金企業(yè)必須選擇合適的污水處理工藝。 19世紀(jì)70年代以前，大多數(shù)污水處理工藝的選擇都根據(jù)設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)選擇處理工藝或是采取當(dāng)時主流處理工藝，所依靠的僅是感性的認(rèn)識，缺乏針對性和科學(xué)性，造成所選擇的污水處理工藝處理效果達(dá)不到行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，或者是運(yùn)行成本過高，浪費(fèi)資源。19世紀(jì)70年代后，陸續(xù)提出了一些污水處理技術(shù)評估方法，包括層次分析法、加權(quán)優(yōu)序法、效用函數(shù)法、相關(guān)分析法等，雖然從一定程度上提高了污水處理工藝選擇的準(zhǔn)確性與科學(xué)性，但由于評估方法本身存在的缺點(diǎn)及在評估過程中對定性指標(biāo)的模糊性與隨機(jī)性的忽略，造成評估結(jié)果偏離實(shí)際情況。 發(fā)明內(nèi)容 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種冶金行業(yè)污水處理工藝調(diào)控方法，以達(dá)到科學(xué)、準(zhǔn)確的調(diào)整冶金污水處理工藝的目的。 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種冶金行業(yè)污水處理工藝調(diào)控方法，包括以下步驟： 步驟1：采集數(shù)據(jù)，確定評估指標(biāo)： 對不同類型、不同規(guī)模的冶金企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研，針對冶金行業(yè)污水特征，選定15個評價指標(biāo)，具體包括8個定量指標(biāo)與7個定性指標(biāo)： 所述的定量指標(biāo)包括：運(yùn)行成本費(fèi)用P3、基建投資費(fèi)用P4、單元產(chǎn)值用水量P5、COD去除率S1、SS去除率S2、重金屬去除率S3、酚氰去除率S4、出水資源化利用率S58項(xiàng)指標(biāo); 上述8項(xiàng)定量指標(biāo)的數(shù)據(jù)由現(xiàn)場多次采樣測定取平均值獲得; 所述的定性指標(biāo)包括：技術(shù)上對原有工程的利用程度P1、技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性P2、對水質(zhì)水量水溫的適應(yīng)性P6、人員結(jié)構(gòu)R1、運(yùn)行管理難易程度R2、對廠區(qū)整個環(huán)境的影響R3、對操作人員的健康影響R47項(xiàng)指標(biāo); 上述7項(xiàng)定性指標(biāo)采用專家評分法給予評分，評分方法采用10標(biāo)度法，10標(biāo)度分別為非常差、很差、較差、差、一般、好、較好、很好、非常好、極好，對應(yīng)的評分依次為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0： 步驟2：利用步驟1中的評估指標(biāo)建立評估指標(biāo)體系，評估指標(biāo)體系采用壓力-狀態(tài)-指標(biāo)PSR模型建立，該模型中的壓力指標(biāo)P對應(yīng)步驟1中的技術(shù)上對原有工程的利用程度、技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性、運(yùn)行成本費(fèi)用、基建投資費(fèi)用、單元產(chǎn)值用水量和對水質(zhì)水量水溫的適應(yīng)性;狀態(tài)指標(biāo)S對應(yīng)步驟1中的COD去除率、SS去除率、重金屬去除率、芬氰去除率和出水資源化利用率;響應(yīng)指標(biāo)R對應(yīng)步驟1中的人員結(jié)構(gòu)、運(yùn)行管理難易程度、對廠區(qū)整個環(huán)境的影響和對操作人員的健康影響; 評估指標(biāo)體系由I、II、III三層組成： I層為目標(biāo)層——待評估的冶金污水處理工藝; II層為中間層，由壓力指標(biāo)P、狀態(tài)指標(biāo)S和響應(yīng)指標(biāo)R組成; III層為指標(biāo)層，由15個獨(dú)立的評估指標(biāo)組成; 步驟3：在步驟2中建立的評估指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上利用層次分析法計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值，該權(quán)重值用來描述各項(xiàng)指標(biāo)對冶金污水處理工藝實(shí)際運(yùn)行效果的影響程度： 步驟3.1：建立I-II層判斷矩陣A：根據(jù)步驟2中II層的3項(xiàng)指標(biāo)對目標(biāo)層I層的重要程度構(gòu)建I-II層判斷矩陣A，該重要程度指壓力指標(biāo)P、狀態(tài)指標(biāo)S和相應(yīng)指標(biāo)R三項(xiàng)指標(biāo)對冶金污水處理工藝實(shí)際運(yùn)行效果的影響大小，通過專家打分得出，對重要性程度按1-9賦值：1表示兩個指標(biāo)相比，具有同等重要性;3表示兩個元素相比，前者比后者稍重要;5表示兩個元素相比，前者比后者明顯重要;7表示兩個元素相比，前者比后者強(qiáng)烈重要;9表示兩個元素相比，前者比后者極端重要;2、4、6、8表示上述判斷的中間值;它們的倒數(shù)表示若元素i與元素j的重要性之比為aij，則元素j與元素i的重要性之比為aji=1/aij; 構(gòu)建I-II層判斷矩陣A，方法為： 壓力指標(biāo)P與壓力指標(biāo)P相比得出a11，壓力指標(biāo)P與狀態(tài)指標(biāo)S相比得出a12，壓力指標(biāo)P與響應(yīng)指標(biāo)R相比得出a13，作為I-II層判斷矩陣的第1行; 狀態(tài)指標(biāo)S與壓力指標(biāo)P相比得出a21，狀態(tài)指標(biāo)S與狀態(tài)指標(biāo)S相比得出a22，狀態(tài)指標(biāo)S與響應(yīng)指標(biāo)R相比得出a23，，作為I-II層判斷矩陣第2行; 同理，響應(yīng)指標(biāo)R與壓力指標(biāo)P相比得出a31，響應(yīng)指標(biāo)R與狀態(tài)指標(biāo)S相比得出a32，響應(yīng)指標(biāo)R與響應(yīng)指標(biāo)R相比得出a33，作為I-II層判斷矩陣的第3行; 步驟3.2：根據(jù)III層中15項(xiàng)指標(biāo)：技術(shù)上對原有工程的利用程度P1、技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性P2、運(yùn)行成本費(fèi)用P3、基建投資費(fèi)用P4、單元產(chǎn)值用水量P5、對水質(zhì)水量水溫的適應(yīng)性P66項(xiàng)指標(biāo)對第II層中的壓力指標(biāo)P的重要程度構(gòu)建II-III層判斷矩陣C，該重要程度表示上述6項(xiàng)指標(biāo)對壓力指標(biāo)P的影響大小，方法與步驟3.1中構(gòu)建I-II層判斷矩陣方法相同： II-III層判斷矩陣C的第1行分別為技術(shù)上對原有工程的利用程度P1與技術(shù)上對原有工程的利用程度P1、技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性P2、運(yùn)行成本費(fèi)用P3、基建投資費(fèi)用P4、單元產(chǎn)值用水量P5、對水質(zhì)水量水溫的適應(yīng)性P66個指標(biāo)的重要程度打分; 第2行分別為技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性P2與技術(shù)上對原有工程的利用程度P1、技術(shù)可靠性和穩(wěn)定性P2、運(yùn)行成本費(fèi)用P3、基建投資費(fèi)用P4、單元產(chǎn)值用水量P5、對水質(zhì)水量水溫的適應(yīng)性P66個指標(biāo)的重要程度打分; 其余各行依次類推，得到II-III層6×6判斷矩陣C; 同理，根據(jù)第III層中COD去除率S1、SS去除率S2、重金屬去除率S3、酚氰去除率S4、出水資源化利用率S55項(xiàng)指標(biāo)對狀態(tài)指標(biāo)S的重要程度，該重要程度表示上述5項(xiàng)指標(biāo)對狀態(tài)指標(biāo)S的影響程度，通過打分得出一個5×5的判斷矩陣D： 判斷矩陣D的第1行分別為COD去除率S1與COD去除率S1、SS去除率S2、重金屬去除率S3、酚氰去除率S4、出水資源化利用率S55項(xiàng)指標(biāo)的重要程度打分; 第2行分別為SS去除率S2與COD去除率S1、SS去除率S2、重金屬去除率S3、酚氰去除率S4、出水資源化利用率S55項(xiàng)指標(biāo)的重要程度打分;其余3行可依次得出; 根據(jù)第III層中人員結(jié)構(gòu)R1、運(yùn)行管理難易程度R2、對廠區(qū)整個環(huán)境的影響R3、對操作人員的健康影響R44項(xiàng)指標(biāo)對響應(yīng)指標(biāo)R的重要程度，該重要表示上述4項(xiàng)指標(biāo)對響應(yīng)指標(biāo)R的影響大小，通過打分得出一個4×4的判斷矩陣F： 判斷矩陣F的第1行分別為人員結(jié)構(gòu)R1與人員結(jié)構(gòu)R1、運(yùn)行管理難易程度R2、對廠區(qū)整個環(huán)境的影響R3、對操作人員的健康影響R44項(xiàng)指標(biāo)的重要程度打分; 第2行分別為運(yùn)行管理難易程度R2與人員結(jié)構(gòu)R1、運(yùn)行管理難易程度R2、對廠區(qū)整個環(huán)境的影響R3、對操作人員的健康影響R44項(xiàng)指標(biāo)的重要程度打分;余下2行可依次得出; 步驟3.3：對步驟3.1和步驟3.2中的確定的判斷矩陣進(jìn)行排序，經(jīng)一致性檢驗(yàn)，得到每個指標(biāo)的權(quán)重wi，具體做法如下所述： 計(jì)算出各判斷矩陣的最大特征根λmax及其對應(yīng)的特征向量ζ，特征向量ζ經(jīng)歸一化后記為w’，w’的元素即為同一層次因素對于上一層次某因素的相對重要性的排序權(quán)值，該過程稱為排序; 進(jìn)行一致性檢驗(yàn)后，得到每個指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重值wi，且有i=1～15，0 步驟4：建立步驟1中的各項(xiàng)指標(biāo)的云模型，用期望Ei來描述各項(xiàng)指標(biāo)在待評估冶金污水處理工藝中最接近實(shí)際狀態(tài)的運(yùn)行效果，包括以下步驟： 步驟4.1：對每一個定量指標(biāo)，根據(jù)步驟1中現(xiàn)場多次采樣測定的數(shù)據(jù)樣本，用一個云模型來表示： Ei=(Ei1+Ei2+…+Ein)/n 式中，Ei表示指標(biāo)的期望;Ei1～Ein表示每項(xiàng)指標(biāo)的n個數(shù)據(jù)樣本; 步驟4.2：對每個定性指標(biāo)，根據(jù)步驟1中的專家10標(biāo)度打分?jǐn)?shù)據(jù)樣本，對于n個專家打分的結(jié)果，用另一個云模型表征該定性指標(biāo)在待評估模型狀態(tài)下最真實(shí)的狀態(tài)，公式如下： Ei=(Ei1+Ei2+…+Ein)/n 式中，Ei表示指標(biāo)的期望;Ei1～Ein表示每個指標(biāo)的n個專家打分分值; 步驟5：在步驟4確定的各項(xiàng)指標(biāo)的云模型表示的基礎(chǔ)上，用一個15維綜合云T來描述由步驟1確定的各項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)成的待評估冶金污水處理工藝的整體運(yùn)行狀態(tài)： 當(dāng)評估體系中15個指標(biāo)所反映的處理工藝的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生變化時，這個15維綜合云的形狀也會發(fā)生變化，其重心隨之改變，綜合云的重心T的改變則反映了該冶金污水處理工藝的運(yùn)行效果的好壞： T=(T1，T2，…T15) 式中Ti=Ei×wi，i=1～15; 當(dāng)系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化時，其重心變化為T′： T′=(T′1，T′2，…，T′15) 式中，T′=E′i×w′i，i=1～15;E′i代表各指標(biāo)變化后的期望值，w′i表示各指標(biāo)發(fā)生變化后的權(quán)重值; 步驟6：利用步驟5得出的結(jié)果，計(jì)算加權(quán)偏離度θ，用加權(quán)偏離度θ衡量綜合云重心T的改變，反映出待評估污水處理工藝運(yùn)行狀態(tài)與理想狀態(tài)下污水處理工藝運(yùn)行效果的差距： 待評估冶金污水處理工藝?yán)硐霠顟B(tài)下的各項(xiàng)指標(biāo)值是已知的，假設(shè)待評估工藝?yán)硐霠顟B(tài)下的云重心向量T0，該云重心向量T0表示待評估污水處理工藝?yán)硐霠顟B(tài)下的運(yùn)行處理效果，式為： T0=Ei0×wi=(T01，T02，…，T015) 式中：Ei0為待評估冶金污水處理工藝?yán)硐霠顟B(tài)下的期望值，即理想狀態(tài)下待評估處理技術(shù)的運(yùn)行處理效果，wi為步驟3中所求的各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值，T01，T02，…，T015分別為各項(xiàng)指標(biāo)的在待評估處理工藝?yán)硐霠顟B(tài)下云重心向量; 將由步驟5中得到的待評估狀態(tài)下的綜合云重心向量T進(jìn)行歸一化，得到一組向量 TG=(T1G，T2G，…，TiG)(i=1～15)： 式中，TG表示歸一后的綜合云向量，Ti0表示該工藝?yán)硐霠顟B(tài)下的運(yùn)行狀態(tài)單個指標(biāo)的云重心向量，Ti表示某一指標(biāo)待評估狀態(tài)下的云重心向量; 經(jīng)歸一化之后，表征系統(tǒng)狀態(tài)的綜合云重心向量均為有大小、有方向、無量綱的值; 把各指標(biāo)歸一化之后的向量值乘以其權(quán)重值wi，然后再相加，取平均值后得到加權(quán)偏離度θ： 其中，θ表示加權(quán)偏離度，且有0≤θ≤1，wi表示步驟3中所求的第i個單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重值，TGi(i=1～15)表示待評估狀態(tài)下單個指標(biāo)歸一后的云重心向量; 步驟7：評測步驟6中的得到的加權(quán)偏離度θ，得到評估結(jié)果： 將非常差、很差、較差、差、一般、好、較好、很好、非常好、極好10個評語置于連續(xù)的坐標(biāo)尺上，并將每個評語值都用云模型來實(shí)現(xiàn)，其分別對應(yīng)的云模型的期望為0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0，構(gòu)成一個定性評測的云發(fā)生器; 將待評估的污水處理工藝的理想狀態(tài)視為極好，則θ絕對值越大則表示該工藝在待狀態(tài)下與理想狀態(tài)越接近，性能越好;若θ絕對值越小，則表示該處理工藝在待狀態(tài)下與理想狀態(tài)差距越大，性能有待調(diào)控; 步驟8：根據(jù)步驟7的結(jié)果對處理工藝進(jìn)行調(diào)控： 對步驟7得出的評判結(jié)果，若得出的結(jié)果為極好、非常好、很好，則說明該冶金污水處理工藝適用于該冶金企業(yè)污水;若得出其余結(jié)果，則說明該工藝存在需要改進(jìn)的地方，要對該工藝進(jìn)行靈敏度分析，提出調(diào)控方案。 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提出的一種冶金行業(yè)污水處理工藝調(diào)控方法，計(jì)算簡便靈活、結(jié)果直觀、分辨率高。能夠結(jié)合具體冶金污水處理工藝，對每種工藝進(jìn)行準(zhǔn)確的評估，并對每種工藝存在的問題進(jìn)行調(diào)控，使其運(yùn)行效果達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，保證工藝的實(shí)際運(yùn)行效果，可對環(huán)境保護(hù)做出一定的貢獻(xiàn)。
