廢水處理效果的量化方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┮环N廢水處理效果的量化方法及裝置，包括：在對一種物質的至少一個樣本進行廢水處理實驗后，獲取每個樣本對多個評價指標中每個評價指標的數(shù)據(jù)值；其中，所述多個評價指標為預先設定的、評估樣本對廢水處理效果的因素；對每個樣本中每個評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理，得到每個樣本中每個評價指標的隸屬度值；針對每個樣本而言，計算每個評價指標的隸屬度值和該評價指標的對應的權重值的乘積，并將與該樣本對應的各個乘積的和值、確定為該樣本的廢水處理效果；將各個樣本的廢水處理效果的綜合值，確定為所述物質的廢水處理效果。本申請可以定量計算物質對廢水的處理效果，從而為實際生產(chǎn)應用提供可靠性依據(jù)。
【專利說明】
廢水處理效果的量化方法及裝置
技術領域
[0001 ]本申請涉及廢水生物處理技術領域，尤其涉及一種廢水處理效果的量化方法及裝 置。
【背景技術】
[0002] 隨著工業(yè)化水平越來越高，環(huán)境污染也越來嚴重。為了保護人類的生態(tài)環(huán)境，治理 環(huán)境污染已經(jīng)成為目前主要研究方向。環(huán)境污染按屬性可以分為大氣污染、土壤污染和水 體污染。其中，水體污染主要指從油船與油井漏出來的原油，農(nóng)田用的殺蟲劑和化肥，工廠 排出的污水，礦場流出的酸性溶液等污染源造成污染。
[0003] 隨著生物科學家的深入研究，發(fā)現(xiàn)一些物質在一定程度上可以治理水體污染；例 如，好氧顆粒污泥和活性污泥絮體等。可以理解的是，由于不同物質的特性不同，所以不同 物質對廢水的處理效果也是各不相同的。這些物質對廢水的處理效果可以體現(xiàn)在多個方 面，如，物質的化學需氧量、廢水中總氮去除率和廢水中總磷去除率等等多個評價指標。因 此，在確定這些物質對廢水的處理效果時需要綜合考慮多個指標。
[0004] 由于綜合考慮多個評價指標這個過程較為復雜，所以目前確定物質對廢水的處理 效果通常是定性分析，即由技術人員來人為模糊判斷物質對廢水處理效果的好壞。但是，人 為定性分析物質對廢水處理效果的方式得到的結果不太準確，無法準確為實際的生產(chǎn)應用 提供可靠性依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N廢水處理效果的計算方法及裝置，可以定量計算物質 對廢水的處理效果，以便為實際生產(chǎn)應用提供可靠性依據(jù)。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝艘韵录夹g手段：
[0007] -種廢水處理效果的量化方法，包括：
[0008] 在對一種物質的至少一個樣本進行廢水處理實驗后，獲取每個樣本對多個評價指 標中每個評價指標的數(shù)據(jù)值;其中，所述多個評價指標為預先設定的、評估樣本對廢水處理 效果的因素；
[0009] 對每個樣本中每個評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理，得到每個樣本中每個評價 指標的隸屬度值；
[0010] 針對每個樣本而言，計算每個評價指標的隸屬度值和該評價指標的對應的權重值 的乘積，并將與該樣本對應的各個乘積的和值、確定為該樣本的廢水處理效果；
[0011] 將各個樣本的廢水處理效果的綜合值，確定為所述物質的廢水處理效果。
[0012] 優(yōu)選的，所述多個評價指標包括：
[0013] 表示評價指標的數(shù)據(jù)值越大越優(yōu)的第一類評價指標;和/或，表示評價指標的數(shù)據(jù) 值越小越優(yōu)的第二類評價指標，和/或，表示評價指標的數(shù)據(jù)值位于中間優(yōu)越的第三類評價 指標，和/或，語言型評價指標；
[0014] 其中，所述第一類評價指標包括:樣本在廢水處理過程中的化學需氧量，和/或，樣 本在廢水處理后的總氮去除率，和/或，樣本在廢水處理后的總磷去除率，和/或，容納廢水 和樣本的反應器中的混合液懸浮固體濃度，和/或，樣本在所述反應器中的沉降速度；
[0015] 所述第二類評價指標包括:樣本的污泥容積指數(shù)；
[0016] 所述第三類評價指標包括:樣本的顆粒半徑；
[0017] 所述語言型評價指標包括:所述反應器在處理廢水時的穩(wěn)定性。
[0018]優(yōu)選的，針對所述第一類評價指標，對評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理得到評 價指標的隸屬度值，包括：
[0019] 利用公
?各個樣本的第一類評價指標中每個評價指標的數(shù) 據(jù)值進行歸一化處理，將公式的計算結果確定為各個樣本的第一類評價指標中每個評價指 標的隸屬度值；
[0020] 其中，所有樣本中各個評價指標的數(shù)據(jù)值組成評價指標矩陣，在所述評價指標矩 陣中每行代表一個樣本并采用字母i表示，〇 < i <η且η為樣本數(shù)量;每列代表一個評價指標 并采用字母j表示，〇 < j <m且j為評價指標數(shù)量；
[0021] 在上述公式中，心，代表第一類評價指標中第i個樣本的第個評價指標的隸屬度 值，·、,代表第i個樣本的第土個評價指標的數(shù)據(jù)值，,代表所有樣本中第個評價指標 的最小值，代表所有樣本中第心個評價指標的最大值。
[0022] 優(yōu)選的，針對所述第二類評價指標，對評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理得到評 價指標的隸屬度值，包括：
[0023] 利用公：
對各個樣本的第二類評價指標中每個評價指標的數(shù) 據(jù)值進行歸一化處理，將公式的計算結果確定為各個樣本的第二類評價指標中每個評價指 標的隸屬度值；
[0024] 其中，所有樣本的各個評價指標的數(shù)據(jù)值可組成評價指標矩陣，在所述評價指標 矩陣中每行代表一個樣本并采用字母i表示，〇 < i <η且η為樣本數(shù)量;每列代表一個評價指 標并采用字母j表示，〇 < j <m且j為評價指標數(shù)量；
[0025] 在上述公式中，心:代表第二類評價指標中第i個樣本的第j2個評價指標的隸屬度 值，代表第i個樣本的第j 2個評價指標的數(shù)據(jù)值，代表所有樣本中第j2個評價指標 的最小值，^-^代表所有樣本中第j 2個評價指標的最大值。
[0026]優(yōu)選的，針對所述第三類評價指標，對評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理得到評 價指標的隸屬度值，包括：
[0027]利用公;！
寸各個樣本的第三類評價指標的數(shù)據(jù) 值進行歸一化處理，將公式的計算結果確定為各個樣本的第三類評價指標中每個評價指標 的隸屬度值；
[0028] 其中，所有樣本的各個評價指標的數(shù)據(jù)值可組成評價指標矩陣，在所述評價指標 矩陣中每行代表一個樣本并采用字母i表示，〇 < i <n且η為樣本數(shù)量;每列代表一個評價指 標并采用字母j表示，〇 < j <m且j為評價指標數(shù)量；
[0029] 在上述公式中，^:3代表第i個樣本的第j個評價指標的隸屬度值，代表第i個樣 本的第j3個評價指標的數(shù)據(jù)值，^表示第j個評價指標最優(yōu)值的下限，h表示第j個評價指標 最優(yōu)值的上限。
[0030] 優(yōu)選的，針對所述語言型評價指標，對評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理得到評 價指標的隸屬度值，包括：
[0031] 獲取表示反應器穩(wěn)定性的語氣標尺，并獲取與所述語氣標尺對應的三角模糊數(shù)， 其中，所述三角模糊數(shù)包括最小值、可能值和最大值;所述語氣標尺包括多個評價等級；
[0032] 將所述三角模糊數(shù)代入公?
，將計算結果確定為反應器穩(wěn)定性的 隸屬度值;其中，s為三角模糊數(shù)的最小值、u為三角模糊數(shù)的最大值，m為三角模糊數(shù)的可能 值。
[0033] 優(yōu)選的，所述確定每個評價指標在量化廢水處理效果時的權重值，包括：
[0034] 利用模糊層次分析法計算每個評價指標的主觀權重;和/或，利用熵權法計算每個 評價指標的客觀權重；
[0035] 將每個評價指標的主觀權重和客觀權重的綜合權重，或者主觀權重、或者客觀權 重，確定為各個評價指標的權重值。
[0036] 優(yōu)選的，所述利用模糊層次分析法計算每個評價指標的主觀權重，包括：
[0037]獲取模糊互補判別矩陣；其中，所述模糊互補判別矩陣中每個數(shù)值均表示兩個評 價指標之間的重要程度比較之后的得分；
[0038] 基于所述模糊互補判別矩陣，構建模糊層次分析函數(shù)及其約束條件；
[0039] 采用加速遺傳算法在所述約束條件下求解模糊層次分析函數(shù)的最小值；
[0040] 若所述最小值小于預設標準值，則將采用加速遺傳算法求解模糊層次分析函數(shù)得 到權重值，確定為各個評價指標的主觀權重。
[0041 ]優(yōu)選的.HE 權法計算每個評價指標的客觀權重，包括：
[0042] 利用公： ，_ ln/(,計算各個評價指標的信息熵；
[0043] 利用公： ？./各個評價指標的客觀權重;其中，gj = l-hJ;
[0044] 其中，hj為第j個評價指標的信息熵，k為系數(shù)且k=l/ln(n)，Pij表示第i個樣本中 第j個評價指標數(shù)據(jù)值的出現(xiàn)概率 ％第1個樣本中第j個評價指標隸屬度 值。
[0045] 一種廢水處理效果的量化裝置，包括：
[0046] 獲取單元，用于在對一種物質的至少一個樣本進行廢水處理實驗后，獲取每個樣 本對多個評價指標中每個評價指標的數(shù)據(jù)值;其中，所述多個評價指標為預先設定的、評估 樣本對廢水處理效果的因素；
[0047] 歸一化單元，用于對每個樣本中每個評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理，得到每 個樣本中每個評價指標的隸屬度值；
[0048] 計算單元，用于針對每個樣本而言，計算每個評價指標的隸屬度值和該評價指標 對應的權重值的乘積，并將與該樣本對應的各個乘積的和值、確定為該樣本的廢水處理效 果；
[0049]確定處理效果單元，用于將各個樣本的廢水處理效果的綜合值，確定為所述物質 的廢水處理效果。
[0050]通過以上技術手段可以發(fā)現(xiàn)本申請具有以下有益效果：
[0051]通過本申請?zhí)峁┑囊环N廢水處理效果的計算方法，本申請可以獲取各個評價指標 的數(shù)據(jù)值并將數(shù)據(jù)值進行歸一化得到隸屬度值。然后，將隸屬度值與權重值的乘積并求和 之后，便可以得到各個樣本的廢水處理效果。最后，將各個樣本的廢水處理效果的綜合值， 確定為物質的廢水處理效果。通過本申請?zhí)峁┑姆绞娇梢远坑嬎阄镔|對廢水的處理效 果，從而可以為實際生產(chǎn)應用提供可靠性依據(jù)。
【附圖說明】
[0052]為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0053]圖1為本申請實施例公開的一種廢水處理效果的計算方法的流程圖；
[0054]圖2為本申請實施例公開的又一廢水處理效果的計算方法的流程圖；
[0055]圖3為本申請實施例公開的又一廢水處理效果的計算方法的流程圖；
[0056]圖4為本申請實施例公開的又一廢水處理效果的計算方法的流程圖；
[0057]圖5為本申請實施例公開的又一廢水處理效果的計算方法的流程圖；
[0058]圖6為本申請實施例公開的一種廢水處理效果的計算裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0059] 下面將結合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0060] 在本申請執(zhí)行之前，首先選定一個物質并選擇該物質的至少一個樣本。當然可以 僅對物質的一個樣本進行本申請的量化方法，只是得到的量化結果僅為該物質一個樣本對 廢水的處理效果。為了使得量化結果更具有信服力，可以選擇該物質的多個樣本，對多個樣 本均進行本申請的量化方法，然后綜合考慮該物質的多個樣本對廢水的處理效果，以便使 得最終得到該物質的量化結果更加具有信服力。
[0061] 可以理解的是，樣本數(shù)量越多得到最終的量化結果更準確，但是，樣本數(shù)量較多的 話，在技術人員對樣本進行實驗時便越繁瑣。因此，針對一個物質而言，選擇一個合適的樣 本數(shù)量執(zhí)行本申請所提供的量化方法即可。
[0062] 由于物質對污水的處理效果體現(xiàn)在多個方面，因此，需要選定多個評價指標，以便 通過評價指標的數(shù)據(jù)值來評估物質對廢水的處理效果。經(jīng)過本申請發(fā)明人長時間的研究發(fā) 現(xiàn)，評估廢水處理效果的多個評價指標可以有:樣本在廢水處理過程中的化學需氧量，樣本 在廢水處理后的總氮去除率，樣本在廢水處理后的總磷去除率，容納廢水和樣本的反應器 中的混合液懸浮固體濃度，樣本在所述反應器中的沉降速度，樣本的污泥容積指數(shù)，樣本的 顆粒半徑，反應器在處理廢水時的穩(wěn)定性等等。當然還可以有其它評價指標，本申請僅列舉 了幾個較為常用的評價指標。
[0063] 本申請發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)，上述多個評價指標在評估廢水處理效果時，有的評 價指標的數(shù)據(jù)值越大越好，有的評價指標的數(shù)據(jù)值越小越好，有的評價指標的數(shù)據(jù)值位于 中間越好，而有的不能用數(shù)據(jù)值大小來評估。因此，可以將上述多個評價指標分為四種類 型。在實際使用時，可以在四類評價指標中選擇至少一類評價指標，并在選擇的一類評價指 標中選擇至少一個具體的評價指標。
[0064] (1)第一類評價指標:用于表示評價指標的數(shù)據(jù)值越大越優(yōu)。
[0065] 在物質對廢水處理過程中，有些評價指標數(shù)據(jù)值越大越好。即，評價指標的數(shù)據(jù)值 越大，代表物質對廢水處理效果越強。因此，將這類評價指標歸為一類，以便后續(xù)進行統(tǒng)一 處理。
[0066] 第一類評價指標具體可以包括:樣本在廢水處理過程中的化學需氧量;和/或，樣 本在廢水處理后的總氮去除率，和/或，樣本在廢水處理后的總磷去除率，和/或，容納廢水 和樣本的反應器中的混合液懸浮固體濃度，和/或，樣本在所述反應器中的沉降速度。
[0067] (2)第二類評價指標:用于表示評價指標的數(shù)據(jù)值越小越優(yōu)。
[0068] 在物質對廢水處理過程中，有些評價指標數(shù)據(jù)值越小越好。即，評價指標的數(shù)據(jù)值 越小，代表物質對廢水的處理效果越強。因此，將這類評價指標歸為一類，以便后續(xù)進行統(tǒng) 一處理。
[0069] 第二類評價指標具體可以包括:樣本的污泥容積指數(shù)。
[0070] (3)第三類評價指標:表示評價指標的數(shù)據(jù)值在中間較為優(yōu)越。
[0071] 在物質對廢水處理過程中，有些評價指標數(shù)據(jù)值并不是越大越好，也不是越小越 好，而是處于中間狀態(tài)會更好。因此，將這些評價指標歸為一類，以便后續(xù)進行統(tǒng)一處理。 [0072]第三類評價指標包括:樣本的顆粒半徑。
[0073] (4)語言型評價指標:評價指標不能采用數(shù)據(jù)值表示。
[0074] 在物質對廢水處理過程中，有些評價指標并不能用數(shù)據(jù)值來具體表示。例如，所述 反應器在處理廢水時的穩(wěn)定性，反應器的穩(wěn)定性只能用好、壞、較好、較壞等語氣詞來表示， 而不能用大小來表示。因此，反應器的穩(wěn)定性歸屬于語言型評價指標。
[0075] 對于語言型評價指標，一般采用專家判斷的方式并利用語氣標尺來確定語言型評 價指標的具體內(nèi)容。其中，語氣標尺包括多個評價等級。專家在判斷時一般借助5-11個語氣 標尺來表示評價指標的具體內(nèi)容。以5個語氣標尺為例，為較壞、壞、一般、好和較好;專家通 過經(jīng)驗判斷一個語言型評價指標的具體內(nèi)容。
[0076] 在選定樣本數(shù)量和多個評價指標之后，便可以開始執(zhí)行廢水處理實驗。由技術人 員將多個樣本分別放入裝載有廢水的多個反應器中，樣本便可以處理廢水直至實驗結束。 可以理解的是，為了保證實驗結果的可用性，本次實驗中除樣本不一致外，其它實驗條件均 是相同的。
[0077] 在實驗結束之后，由技術人員或實驗儀器測量各個評價指標對應的實驗數(shù)據(jù);然 后由技術人員或處理器經(jīng)過初步計算便可以得到各個評價指標的數(shù)據(jù)值。例如，以總氮去 除率為例，在實驗結束之后測量反應器中剩余的氮含量;利用原始的氮含量除以試驗后的 氮含量，最終得到該樣本的總氮去除率。
[0078] 若上述過程中得到的各個評價指標的數(shù)據(jù)值未在處理器中，則由技術人員將各個 樣本中每個評價指標的數(shù)據(jù)值導入至處理器中。若各個評價指標的數(shù)據(jù)值已在處理器中， 則可以開始執(zhí)行本申請?zhí)峁┑膹U水處理效果的量化方法，從而確定物質對廢水的處理效 果。
[0079] 如圖1所述，本申請?zhí)峁┝艘环N廢水處理效果的量化方法，應用于處理器。可以理 解的是，本實施例提供的方法可以適用于多種物質，但是為了清楚地描述本實施例的處理 過程，本實施例僅對一種物質對廢水的處理效果進行詳細介紹，其它物質對廢水的處理效 果的量化過程，可以參考本實施例。所述方法具體包括以下步驟：
[0080] 步驟S101:在對一種物質的至少一個樣本進行廢水處理實驗后，獲取每個樣本對 多個評價指標中每個評價指標的數(shù)據(jù)值;其中，所述多個評價指標為預先設定的、評估樣本 對廢水處理效果的因素。
[0081] 在對一種物質的至少一個樣本進行廢水處理實驗之后，便可以得到各個樣本對每 個評價指標的數(shù)據(jù)值，然后可以將各個樣本對每個評價指標的數(shù)據(jù)值存儲到存儲空間中。 處理器在執(zhí)行本實施例的量化方法時，可以存儲空間中獲取每個樣本對每個評價指標的數(shù) 據(jù)值。
[0082] 假設一共選取η個樣本，每個樣本具有m個評價指標，則共具有n*m個評價指標的數(shù) 據(jù)值。由于數(shù)據(jù)值的數(shù)量非常大，為了便于處理器處理，可以將各個樣本對每個評價指標的 數(shù)據(jù)值形成評價指標矩陣。
[0083]在評價指標矩陣中每行代表一個樣本并采用字母i表示，0< i <n且η為樣本數(shù)量； 每列代表一個評價指標并采用字母j表示，〇<j<m且j為評價指標數(shù)量。那么，一個樣本中 一個評價指標數(shù)據(jù)值采用表示，則最終得到的評價指標矩陣X如下：
[0084]
[0085] 其中，i = l，2，."，n;j = l，2，."，m。
[0086] 步驟S102:對每個樣本中每個評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理，得到每個樣本 中每個評價指標的隸屬度值。
[0087] 在多個評價指標中各個評價指標的量綱是不一致的；例如，總氮去除率和總磷去 除率的單位為％，污泥容積指數(shù)的單位為mL/g，沉降速度單位為cm/s，樣本的顆粒半徑的單 位mm。由于各個評價指標的量綱不一致，所以處理器無法統(tǒng)一處理。
[0088]并且，在多個評價指標中各個評價指標的數(shù)量級也是不一致的，例如，總氮去除率 和總磷去除率的數(shù)量級為101，污泥容積指數(shù)的數(shù)量級為IO1-IO2,樣本的顆粒半徑的量級為 HT 1-IO1t3由于各個評價指標的數(shù)量級不一致，所以，處理器無法統(tǒng)一處理。
[0089]為了便于處理器統(tǒng)一處理各個評價指標的數(shù)據(jù)值，需要對各個評價指標的數(shù)據(jù)值 進行歸一化處理，以便去除各個評價指標的數(shù)據(jù)值的量綱，并且，將各個評價指標的數(shù)據(jù)值 統(tǒng)一到相同的數(shù)量級上。在對每個樣本中每個評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理，得到每 個樣本中每個評價指標的隸屬度值。在對評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理之后得到的隸 屬度值均在[0，1]之間，并采用ri,j表示。
[0090] 由于多個評價指標可以分為四種類型:第一類評價指標、第二類評價指標、第三類 評價指標和語言型評價指標;針對不同類型的評價指標其進行歸一化處理的方式是不同 的。下面對四種評價指標進行歸一化處理的方式進行詳細說明：
[0091] (1)針對第一類評價指標的第一種處理方式。
[0092] 對于第一類評價指標中具有多個評價指標，每個評價指標對應矩陣中一個列，并 采用字母ji表示。
[0093] 對于各個樣本中的一個樣本i的第ji個評價指標的數(shù)據(jù)值Ij1，為了將評價指標的 數(shù)據(jù)值歸一化到[0，1]之間，首先在評價指標矩陣的第列中選取最小值和最大值，即第 個評價指標的最小值和最大值XmiW 1
[0094] 第一類評價指標為越大越優(yōu)型，因此，計算評價指標的數(shù)據(jù)值1/:1與最小值Xmin 的 差值，并計算第ji個評價指標的最大值與最小值x_./,的差值，將兩個差值的比值確定 為評價指標的數(shù)據(jù)值^.:/,的隸屬度心，。
[0095] 即，利用下述公式（1)對評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理，將公式的計算結果確 定為評價指標的隸屬度值。利用本方式便可以對評價指標的數(shù)據(jù)值氣/,進行歸一化處理，并 得到隸雇麼彳H..
[0096]
…（1 )
[0097]田公瓦（1) η」以有出，分母是固定不變的，通過分子的變化可以將不同的數(shù)據(jù)值歸 一化至不同的隸屬度值。并且，數(shù)據(jù)值Xi, j越大，隸屬度值越大。
[0098] (2)針對第二類評價指標的第二種處理方式。
[0099] 對于第二類評價指標中具有多個評價指標，每個評價指標對應矩陣中一個列，并 采用字母表示。
[0100] 對于一個樣本i的第土個評價指標的數(shù)據(jù)值氣A ?為了將評價指標的數(shù)據(jù)值歸一化 至lJ[0，l]之間，首先在評價指標矩陣的第j2列中選取最小值和最大值，即第j 2個評價指標的 最小值·和最大值Xmax,i:2.。
[0101]第二類評價指標為越小越優(yōu)型，因此，計算最大值與評價指標的數(shù)據(jù)值xO的 差值，并計算第j2個評價指標的最大值與最小值的差值，將兩個差值的比值確定 為評價指標的數(shù)據(jù)值x>./:的隸屬度。
[0102] 即，利用公式(2)對評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理，將公式的計算結果確定為 評價指標的隸屬度值。利用本方式便可以對評價指標的數(shù)據(jù)值XU進行歸一化處理，并得到 隸屬度值^-。
[0103]
[0104] 由公式(2)可以看出，分母是固定不變的，通過分子的變化可以將不同的數(shù)據(jù)值歸 一化至不同的隸屬度值。并且，數(shù)據(jù)值越小，隸屬度值越大。
[0105] (3)針對第三類評價指標的第三種處理方式。
[0106] 對于第二類評價指標中具有多個評價指標，每個評價指標對應矩陣中一個列，并 采用字母j3表示。第三類評價指標為中間越優(yōu)型，因此，對于一個樣本i的第j 3個評價指標的 數(shù)據(jù)值X^，為了將評價指標的數(shù)據(jù)值歸一化到[0，1]之間，首先，處理器在存儲空間中，獲 取第j 3個評價指標最優(yōu)范圍[^，h ]。即，當評價指標的數(shù)據(jù)值在最優(yōu)范圍內(nèi)時，該評價指標 的數(shù)據(jù)值是最優(yōu)的。當評價指標的數(shù)據(jù)值遠離最優(yōu)范圍內(nèi)時，評價指標的數(shù)據(jù)值逐漸不好。
[0107] 為了實現(xiàn)這一歸一化的過程，將評價指標的數(shù)據(jù)值代入公式(3)中，利用公式(3)
來對數(shù)古itt名？ 1丨口抓τ田 f0108] ·····<'.·?····-···：<'.·*?? (3)
[0109]公式(3)有三個分支，下面對三個分支進行 說明：
[0110] 第一分支：
[0111] 當評價指標的數(shù)據(jù)值氣<α/，即數(shù)據(jù)值小于最優(yōu)范圍的下限值。此時，越靠近下 限值^越優(yōu)，即數(shù)據(jù)值化/ 3越大越優(yōu)。因此，將評價指標的數(shù)據(jù)值代入公式（3)的第一分支 中，計算得到評價指標的數(shù)據(jù)值氕/?的隸屬度。其中，第一分支的分母-氣6)為計算 下限值^與所有樣本第j 3列的數(shù)據(jù)值的差值的最大值。
[0112] 按公式(3)的第一分支計算得到的隸屬度，在數(shù)據(jù)值遠離下限值^隸屬度越小，在 數(shù)據(jù)值靠近下限值^隸屬度越大。
[0113] 第二分支：
[0114] 當評價指標的數(shù)據(jù)值.時，即說明評價指標的數(shù)據(jù)值位于最優(yōu)范圍內(nèi)， 因此，評價指標的數(shù)據(jù)值是最優(yōu)的，因此其隸屬度為1。
[0115] 第三分支：
[0116] 當評價指標的數(shù)據(jù)值氣/3 ，即數(shù)據(jù)值大于最優(yōu)范圍的上限值。此時，越靠近上 限值h越優(yōu)，即數(shù)據(jù)值氣/3越小越優(yōu)。因此，將評價指標的數(shù)據(jù)值代入公式（3)的第三分支 中，計算得到評價指標的數(shù)據(jù)值氣/3的隸屬度。其中，第三分支的分母maxUu3 -^3)為計算 所有樣本第j3列的數(shù)據(jù)值與上限值匕的差值的最大值。
[0117] 按公式(3)的第三分支計算得到的隸屬度，在數(shù)據(jù)值遠離上限值bj隸屬度越小，在 數(shù)據(jù)值靠近上限值h隸屬度越大。
[0118] (4)針對第四類評價指標的第四種處理方式。
[0119] 由于第四類評價指標為語言型評價指標，因此，首先獲取表示反應器穩(wěn)定性的語 氣標尺，并獲取與所述語氣標尺對應的三角模糊數(shù)，其中，所述語氣標尺為具有多個評價等 級。以語氣標尺為5個語氣標尺為例，則5個語氣標尺為"較壞"、"壞"、"一般"、"好"或"很 好"。如圖2所示，為語氣標尺與三角模糊數(shù)之間的對應關系。一個語氣標尺對應的三角模糊 數(shù)由最小值、可能值和最大值組成。例如，語氣標尺為"較壞"為例，其對應的三角模糊數(shù)為 (00.30.5)，其中，0為"較壞"的最小值，0.3為"較壞"的可能值，0.5為"較壞"的最大值。
[0120] 將所述三角模糊數(shù)代入公：
I#計算結果確定為反應器穩(wěn)定性的 隸屬度值;其中，s為三角模糊數(shù)的最小值、u為三角模糊數(shù)的最大值，m為三角模糊數(shù)的可能 值。
[0121] 對每個樣本的每個評價指標均執(zhí)行本步驟，則在經(jīng)過本步驟之后，評價指標矩陣X 將變成隸屬度矩陣R。隸屬度矩陣R由各個評價指標的隸屬度組成。隸屬度矩陣R如下所示：
[0122]
[0123] 其中，i = l，2，···，n; j = l，2，···，m。
[0124] 步驟S103:針對每個樣本而言，計算每個評價指標的隸屬度值和該評價指標的對 應的權重值的乘積，并將與該樣本對應的各個乘積的和值、確定為該樣本的廢水處理效果。
[0125] 在評估物質對廢水處理效果，各個評價指標對廢水處理效果的重要程度并非完全 一致的；而是有的評價指標非常重要，有的評價指標相對不重要。因此，需要確定各個評價 指標在量化廢水處理效果時的權重值，以便確定出各個評價指標的重要程度。
[0126] 各個評價指標對應的權重值表示為:W= (W1，W2,…Wj…Wm)其中，Wj表示第j個評價 指標在量化廢水處理效果時的權重值。各個評價指標的權重值可以在存儲空間中獲取，也 可以本實施例中實時進行計算。具體過程將在本實施例之后，進行詳細說明。以第一個樣本 為例，對本步驟進行詳細說明：將第一個評價指標的隸屬度值與第一個評價指標的權重值 相乘，將第二個評價指標的隸屬度值與第二個評價指標的權重值相乘，以此類推，直到將第 m個評價指標的隸屬度值與第m個評價指標的權重值相乘，然后將m個乘積在相加，得到第一 個樣本的廢水處理效果。
[0127] 即，Si = rii Xwi+ri2 Xw2…+rimXwm。其中，Ai表示第一個樣本的廢水處理效果。對其 它樣本依次執(zhí)行上述過程，則可以獲得各個樣本的廢水處理效果S=(S^S 2rHSrHSn)0
[0128] 步驟S104:將各個樣本的廢水處理效果的綜合值，確定為所述物質的廢水處理效 果。
[0129] 優(yōu)選的情況下，將將各個樣本的廢水處理效果的平均值，確定為所述物質的廢水 處理效果?；蛘?，可以剔除各個樣本中的異常值，然后再將剩余樣本的平均值，確定為物質 的廢水處理效果。
[0130]可以理解的是，廢水處理效果越強代表該物質對廢水的處理效果越強，可以將本 實施例提供的量化方法應用至多種物質，通過對比各個物質的量化后的廢水處理效果，可 以確定各個物質對廢水處理效果的高低。
[0131] 通過以上技術手段可以發(fā)現(xiàn)本實施例具有以下有益效果：
[0132] 本申請?zhí)峁┑囊环N廢水處理效果的計算方法，本申請可以獲取各個評價指標的數(shù) 據(jù)值并將數(shù)據(jù)值進行歸一化得到隸屬度值。然后，可以得到表征評價指標的重要程度權重 值，將隸屬度值與權重值的乘積并求和之后，便可以得到各個樣本的廢水處理效果。最后， 將各個樣本的廢水處理效果的綜合值，確定為物質的廢水處理效果。通過本申請?zhí)峁┑姆?式可以定量計算物質對廢水的處理效果，從而可以為實際生產(chǎn)應用提供可靠性依據(jù)。
[0133] 下面詳細介紹本申請上述實施例中步驟S103確定每個評價指標在量化廢水處理 效果時的權重值的具體實現(xiàn)過程。該實現(xiàn)過程可以有三種方式，下面一一介紹三種方式：
[0134] 第一種:客觀權重法。
[0135] 利用熵權法計算每個評價指標的客觀權重，然后將每個評價指標的客觀權重，確 定為各個評價指標的權重值。由于熵權法在使用時，需要用到各個評價指標的隸屬度值，因 此，可以在上述實施例中實時計算。當然，也可以預先利用該物質其它樣本的隸屬度值，并 采用熵權法計算得到各個評價指標的權重值，然后將各個評價指標的權重值存儲至存儲空 間中，以便在實際使用時調取使用。
[0136] 下面詳細說明利用熵權法來確定每個評價指標的客觀權重的具體過程。如圖3所 示，包括以下步驟：
[0137] 步驟S301:利用公式 1吵;/計算各個評價指標的信息熵。
[0138] 熵是系統(tǒng)狀態(tài)不確定性的一種度量，應用熵可以度量評價指標體系中各個評價指 標的數(shù)據(jù)值所蘊含的信息量。為了應用信息熵，首先利用公式(4)計算每個樣本中各個評價 指標的概率rni
[0139]
（. 4.)
[0140] 傳統(tǒng)意義上的概率為出現(xiàn)頻率，但是，在本實施例中各個樣本中每個評價指標的 隸屬度值概率并非出現(xiàn)頻率，而是依據(jù)隸屬度值的大小來確定概率，當一個樣本的隸屬度 值較大時，說明該評價指標的概率較大；當一個樣本的隸屬度值較小時，說明該評價指標的 概率較小。
[0141]例如，以第i個樣本的第j個評價指標的隸屬度值為例，首先計算η個樣本第j個評 價指標的隸屬度值的和值，然后，計算第i個樣本的第j個評價指標的隸屬度值ru與和 1=1 值的商值。將商值確定為第i個樣本的第j個評價指標的概率Pij。
[0142] 根據(jù)信息熵的定義，隸屬度矩陣中第j個評價指標的信息熵的公式如下： η
[0143] h； ~ -IiPii l.np". "5 )
[0144] 其中，h為第j個評價指標的信息熵，k為系數(shù)且k=l/ln(n)，Plj表示第i個樣本中 第j個評價指標數(shù)據(jù)值的出現(xiàn)概率，為第i個樣本中第j個評價指標隸屬度值。 m
[0145] 步驟S302:利用公式％ = &·各個評價指標的客觀權重。其中，gi=l_hj。 M
[0146] 由于信息熵的含義在本實施例為表示評價指標的不確定性，當一個評價指標的不 確定性越大時，也即該評價指標的概率Pij越小時，該信息熵的含義越大。反之，當一個評價 指標的不確定性越小時，也即該評價指標的概率PU越大時，該信息熵的含義越小。
[0147] 但是，在本實施例中當一個評價指標的概率Pij較小時，說明該評價指標對量化廢 水處理效果重要程度較低；當一個評價指標的概率PU較大時，說明該評價指標對量化廢水 處理效果重要程度較高。因此，信息熵h與權重巧是成反比的關系，因此，計算一個中間量 gj =l_hj，那么中間量gj與權重Wj則成正比關系。
[0148] 然后，計算m個評價指標的中間量的和
，然后，計算第j個評價指標的中間 量U與和彳
商值。將商值確定為第j個評價指標的概率，也即第j個評價指標的權重 Wj。按照上還萬式吋以得到各個評價指標的權
[0149] 客觀權重的方式可以計算得到各個指標的權重，但是，客觀權重的方式僅能以根 據(jù)隸屬度值大小來決定權重值的大小，這在一定程度是可以的。但是實際上利用客觀權重 法計算得到權重是不準確的。例如，一個評價指標的隸屬度值很小，但是該評價指標很重 要。因此，本申請又提供了主觀權重法。
[0150] 第二種:主觀權重法。
[0151] 利用模糊層次分析法計算每個評價指標的主觀權重；將每個評價指標的主觀權 重，確定為各個評價指標的權重值。由于模糊層次分析法在使用時，無需使用各個評價指標 的隸屬度值，因此，可以預先計算得到各個評價指標的權重值。然后將各個評價指標的權重 值存儲至存儲空間中，以便在實際使用時調取使用。
[0152] 如圖4所示，下面詳細說明利用模糊層次分析法計算每個評價指標的主觀權重具 體執(zhí)行過程。
[0153]步驟S401:獲取模糊互補判別矩陣;其中，所述模糊互補判別矩陣中每個數(shù)值均表 示兩個評價指標之間的重要程度比較之后的得分。
[0154] 首先，利用各個評價指標的重要程度，然后將評價指標兩兩進行比較。在比較過程 中，若一個評價指標比另一個評價指標重要，則該評價指標的得分為1，另一個評價指標得 分為〇;若兩個評價指標同等重要，則兩個評價指標的得分均為〇. 5。通過兩兩比較之后可以 構建模糊互補判別矩陣。
[0155] 最終得到的模糊互補判別矩_ 中，表示第i 個評價指標和第j個評價指標兩兩比較之后的得分。
[0156] 對于廢水處理過程而言，一般認為化學需氧量Al、總氮去除率A2和總磷去除率A3 的最為重要，而樣本沉降速度A4和污泥容積指數(shù)A5比混合液懸浮固體濃度A6、顆粒粒徑A7 以及反應器穩(wěn)定性A8稍微重要。 Γ01571 余m豐1胃誦;計而而hk坊πτ?)1 M枷百抓4|丨5丨丨祐_
[0159]步驟S402:基于所述模糊互補判別矩陣，構建模糊層次分析函數(shù)及其約束條件。 [0160]構建模糊化層次分析函數(shù)：
[0161]
······ (6) /=X J'='l I-I J=I
[0162] I* aMikk\.
[0163]
[0164] 其中，函數(shù)CIC(m)為一致性指標系數(shù);矩陣(I^)mxm為矩陣(aij)mXm的最優(yōu)模糊一致 性修正判斷矩陣;m是評價指標的個數(shù);d為非負參數(shù)，根據(jù)經(jīng)驗可從[0,0.5]內(nèi)選取，默認值 為0.2;權重W 1Jj = I~m)和修正判斷矩陣(bu)mXm的上三角矩陣元素為優(yōu)化變量。
[0165] 步驟S403:采用加速遺傳算法在所述約束條件下求解模糊層次分析函數(shù)的最小 值。
[0166] 對于公式(6)的非線性優(yōu)化問題，可以采用加速遺傳算法來進行優(yōu)化求解。通過加 速遺傳算法可得到評價指標的權重值，但是評價指標的權重值是否可以接受還需要進行一 致性檢驗。
[0167] 步驟S404:若所述最小值小于預設標準值，則將采用加速遺傳算法求解模糊層次 分析函數(shù)得到權重值，確定為各個評價指標的主觀權重。
[0168] 當公式(6)中的ClC(m)小于標準值時，可認為模糊互補判別矩陣具有滿意的一致 性，所求得的各個評價指標的權重值是可以接受的。否則需要調整參數(shù)d，如果調整參數(shù)d仍 然不能使ClC(m)達到可接受的值，則說明所建立的模糊互補矩陣不具有一致性;需要重新 構建模糊互補判別矩陣，直至CIC(m)滿足要求。
[0169] 在CIC(m)滿足一致性要求后，通過加速遺傳算法計算得到各個權重值，即為各個 評價指標的主觀權重值。
[0170] 在第二種方式僅考慮各個評價指標的主觀權重，因此，第二種方式可以在一定程 度上確定各個評價指標的權重值。
[0171] 第三種:綜合權重法。
[0172] 如圖5所示，綜合權重法的計算方式如下：
[0173] 步驟S501:利用模糊層次分析法計算每個評價指標的主觀權重Wlj。
[0174]步驟S502:利用熵權法計算每個評價指標的客觀權重W2j。
[0175] 步驟S503:將每個評價指標的主觀權重和客觀權重的綜合權重，確定為各個評價 指標的權重值。
[0176] 按下述公式將主觀權重Wlj和客觀權重W2j進行綜合，
?·_-…·· (7)
[0177]
[0178] 將主觀權重和客觀權重的綜合權重，確定為各個評價指標的權重值。
[0179] 如圖6所示，本申請還提供了一種廢水處理效果的量化裝置，包括：
[0180]獲取單元61，用于在對一種物質的至少一個樣本進行廢水處理實驗后，獲取每個 樣本對多個評價指標中每個評價指標的數(shù)據(jù)值;其中，所述多個評價指標為預先設定的、評 估樣本對廢水處理效果的因素；
[0181] 歸一化單元62,用于對每個樣本中每個評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理，得到 每個樣本中每個評價指標的隸屬度值；
[0182] 計算單元63,用于針對每個樣本而言，計算每個評價指標的隸屬度值和該評價指 標的權重值的乘積，并將與該樣本對應的各個乘積的和值、確定為該樣本的廢水處理效果；
[0183] 確定處理效果單元64,用于將各個樣本的廢水處理效果的綜合值，確定為所述物 質的廢水處理效果。
[0184] 其中，獲取單元61中提及的所述多個評價指標包括：
[0185] 表示評價指標的數(shù)據(jù)值越大越優(yōu)的第一類評價指標;和/或，表示評價指標的數(shù)據(jù) 值越小越優(yōu)的第二類評價指標，和/或，表示評價指標的數(shù)據(jù)值位于中間優(yōu)越的第三類評價 指標，和/或，語言型評價指標；
[0186] 其中，所述第一類評價指標包括:樣本在廢水處理過程中的化學需氧量，和/或，樣 本在廢水處理后的總氮去除率，和/或，樣本在廢水處理后的總磷去除率，和/或，容納廢水 和樣本的反應器中的混合液懸浮固體濃度，和/或，樣本在所述反應器中的沉降速度；
[0187] 所述第二類評價指標包括:樣本的污泥容積指數(shù)；
[0188] 所述第三類評價指標包括:樣本的顆粒半徑；
[0189] 所述語言型評價指標包括:所述反應器在處理廢水時的穩(wěn)定性。
[0190] 針對歸一化單元62而言，具有以下四種處理方式：
[0191] 針對所述第一類評價指標，對評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理得到評價指標的 隸屬度值，包括： λ h
[0192] 利用公式心,對各個樣本的第一類評價指標中每個評價指標的數(shù) max, / , rtrmn. /, 據(jù)值進行歸一化處理，將公式的計算結果確定為各個樣本的第一類評價指標中每個評價指 標的隸屬度值；
[0193] 其中，所有樣本中各個評價指標的數(shù)據(jù)值組成評價指標矩陣，在所述評價指標矩 陣中每行代表一個樣本并采用字母i表示，〇 < i <n且η為樣本數(shù)量;每列代表一個評價指標 并采用字母j表示，〇 < j <m且j為評價指標數(shù)量；
[0194] 在上述公式中，心,代表第一類評價指標中第i個樣本的第個評價指標的隸屬度 值，L1代表第i個樣本的第個評價指標的數(shù)據(jù)值,代表所有樣本中第個評價指標 的最小值，代表所有樣本中第么個評價指標的最大值。
[0195] 第二種處理方式：
[0196] 針對所述第二類評價指標，對評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理得到評價指標的 隸屬度值，包括：
[0197] 利用公j
?對各個樣本的第二類評價指標中每個評價指標的數(shù) 據(jù)值進行歸一化處理，將公式的計算結果確定為各個樣本的第二類評價指標中每個評價指 標的隸屬度值；
[0198] 其中，所有樣本的各個評價指標的數(shù)據(jù)值可組成評價指標矩陣，在所述評價指標 矩陣中每行代表一個樣本并采用字母i表示，〇 < i <n且η為樣本數(shù)量;每列代表一個評價指 標并采用字母j表示，〇 < j <m且j為評價指標數(shù)量；
[0199] 在上述公式中Zy2代表第二類評價指標中第i個樣本的第j2個評價指標的隸屬度 值，·Aa代表第i個樣本的第j2個評價指標的數(shù)據(jù)值代表所有樣本中第j2個評價指標 的最小值，代表所有樣本中第j2個評價指標的最大值。
[0200] 第三種處理方式：
[0201] 針對所述第三類評價指標，對評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理得到評價指標的 隸屬度值，包_·
[0202] 利用 f各個樣本的第三類評價指標的數(shù)據(jù) 值進行歸一化處理，將公式的計算結果確定為各個樣本的第三類評價指標中每個評價指標 的隸屬度值；
[0203] 其中，所有樣本的各個評價指標的數(shù)據(jù)值可組成評價指標矩陣，在所述評價指標 矩陣中每行代表一個樣本并采用字母i表示，〇 < i <n且η為樣本數(shù)量;每列代表一個評價指 標并采用字母j表示，〇 < j <m且j為評價指標數(shù)量；
[0204] 在上述公式中，L5代表第i個樣本的第j個評價指標的隸屬度值，長73代表第i個樣 本的第j 3個評價指標的數(shù)據(jù)值，^表示第j個評價指標最優(yōu)值的下限，h表示第j個評價指標 最優(yōu)值的上限。
[0205] 第四種處理方式：
[0206]針對所述語言型評價指標，對評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理得到評價指標的 隸屬度值，包括：
[0207] 獲取表示反應器穩(wěn)定性的語氣標尺，并獲取與所述語氣標尺對應的三角模糊數(shù)， 其中，所述語氣標尺包括多個評價等級；
[0208] 將所述三角模糊數(shù)代入公?
將計算結果確定為反應器穩(wěn)定性的 隸屬度值;其中，s為三角模糊數(shù)的最小值、u為三角模糊數(shù)的最大值，m為三角模糊數(shù)的可能 值。
[0209]對于計算單元63而言，所述確定每個評價指標在量化廢水處理效果時的權重值， 具體包括:利用模糊層次分析法計算每個評價指標的主觀權重;和/或，利用熵權法計算每 個評價指標的客觀權重；
[0210] 將每個評價指標的主觀權重和客觀權重的綜合權重，或者主觀權重、或者客觀權 重，確定為各個評價指標的權重值。
[0211] 其中，所述利用模糊層次分析法計算每個評價指標的主觀權重，包括:獲取模糊互 補判別矩陣；其中，所述模糊互補判別矩陣中每個數(shù)值均表示兩個評價指標之間的重要程 度比較之后的得分;基于所述模糊互補判別矩陣，構建模糊層次分析函數(shù)及其約束條件;采 用加速遺傳算法在所述約束條件下求解模糊層次分析函數(shù)的最小值;若所述最小值小于預 設標準值，則將采用加速遺傳算法求解模糊層次分析函數(shù)得到權重值，確定為各個評價指 標的主觀權重。
[0212] 其中，所述利用熵權法計算每個評價指標的客觀權重，包括：利用公式 n m \ ΙηΑ/計算各個評價指標的信息熵;利用公式％ = A /Σ&各個評價指標的客觀 /-I 權重;其中，gj = I-hj;其中，hj為第j個評價指標的信息熵，k為系數(shù)且k = I /1 η (η)，ρij表示第 i個樣本中第j個評價指標數(shù)據(jù)值的出現(xiàn)概率，馬=7丨/1 ^，rij為第i個樣本中第j個評價指 ? 標隸屬度值。
[0213] 通過以上技術手段可以發(fā)現(xiàn)本申請具有以下有益效果：
[0214] 通過本申請?zhí)峁┑囊环N廢水處理效果的計算方法，本申請可以獲取各個評價指標 的數(shù)據(jù)值并將數(shù)據(jù)值進行歸一化得到隸屬度值。然后，將隸屬度值與權重值的乘積并求和 之后，便可以得到各個樣本的廢水處理效果。最后，將各個樣本的廢水處理效果的綜合值， 確定為物質的廢水處理效果。通過本申請?zhí)峁┑姆绞娇梢远坑嬎阄镔|對廢水的處理效 果，從而可以為實際生產(chǎn)應用提供可靠性依據(jù)。
[0215] 本實施例方法所述的功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷 售或使用時，可以存儲在一個計算設備可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本申請實施例 對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該軟 件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算設備(可以是個人計算機， 服務器，移動計算設備或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步 驟。而前述的存儲介質包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(R0M，Read-0nly Memory)、隨機存 取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0216] 本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它 實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。
[0217] 對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本申請。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
【主權項】
1. 一種廢水處理效果的量化方法，其特征在于，包括： 在對一種物質的至少一個樣本進行廢水處理實驗后，獲取每個樣本對多個評價指標中 每個評價指標的數(shù)據(jù)值;其中，所述多個評價指標為預先設定的、評估樣本對廢水處理效果 的因素； 對每個樣本中每個評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理，得到每個樣本中每個評價指標 的隸屬度值； 針對每個樣本而言，計算每個評價指標的隸屬度值和該評價指標的對應的權重值的乘 積，并將與該樣本對應的各個乘積的和值、確定為該樣本的廢水處理效果； 將各個樣本的廢水處理效果的綜合值，確定為所述物質的廢水處理效果。2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個評價指標包括： 表示評價指標的數(shù)據(jù)值越大越優(yōu)的第一類評價指標;和/或，表示評價指標的數(shù)據(jù)值越 小越優(yōu)的第二類評價指標，和/或，表示評價指標的數(shù)據(jù)值位于中間優(yōu)越的第Ξ類評價指 標，和/或，語言型評價指標； 其中，所述第一類評價指標包括:樣本在廢水處理過程中的化學需氧量，和/或，樣本在 廢水處理后的總氮去除率，和/或，樣本在廢水處理后的總憐去除率，和/或，容納廢水和樣 本的反應器中的混合液懸浮固體濃度，和/或，樣本在所述反應器中的沉降速度； 所述第二類評價指標包括:樣本的污泥容積指數(shù)； 所述第Ξ類評價指標包括:樣本的顆粒半徑； 所述語言型評價指標包括:所述反應器在處理廢水時的穩(wěn)定性。3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，針對所述第一類評價指標，對評價指標的數(shù) 據(jù)值進行歸一化處理得到評價指標的隸屬度值，包括： 利用公??對各個樣本的第一類評價指標中每個評價指標的數(shù)據(jù)值 進行歸一化處理，將公式的計算結果確定為各個樣本的第一類評價指標中每個評價指標的 隸屬度值； 其中，所有樣本中各個評價指標的數(shù)據(jù)值組成評價指標矩陣，在所述評價指標矩陣中 每行代表一個樣本并采用字母i表示，〇< i <η且η為樣本數(shù)量;每列代表一個評價指標并采 用字母j表示，0 < j <m且j為評價指標數(shù)量； 在上述公式中，代表第一類評價指標中第i個樣本的第ji個評價指標的隸屬度值， Xw,代表第i個樣本的第ji個評價指標的數(shù)據(jù)值，心代表所有樣本中第ji個評價指標的最 小值，X胃，/,代表所有樣本中第ji個評價指標的最大值。4. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，針對所述第二類評價指標，對評價指標的數(shù) 據(jù)值進行歸一化處理得到評價指標的隸屬度值，包括： 利用公iS對各個樣本的第二類評價指標中每個評價指標的數(shù)據(jù)值 進行歸一化處理，將公式的計算結果確定為各個樣本的第二類評價指標中每個評價指標的 隸屬度值； 其中，所有樣本的各個評價指標的數(shù)據(jù)值可組成評價指標矩陣，在所述評價指標矩陣 中每行代表一個樣本并采用字母i表示，〇<i<n且η為樣本數(shù)量;每列代表一個評價指標并 采用字母j表示，0 < j <m且j為評價指標數(shù)量； 在上述公式中，^:代表第二類評價指標中第i個樣本的第j2個評價指標的隸屬度值， %;代表第i個樣本的第j2個評價指標的數(shù)據(jù)值兩代表所有樣本中第j2個評價指標的最 小值，心代表所有樣本中第j2個評價指標的最大值。5. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，針對所述第Ξ類評價指標，對評價指標的數(shù) 據(jù)值進行歸一化處理得到評價指標的隸屬度值，包括： 利用公式巧各個樣本的第Ξ類評價指標的數(shù)據(jù)值進 行歸一化處理，將公式的計算結果確定為各個樣本的第Ξ類評價指標中每個評價指標的隸 屬度值； 其中，所有樣本的各個評價指標的數(shù)據(jù)值可組成評價指標矩陣，在所述評價指標矩陣 中每行代表一個樣本并采用字母i表示，〇<i<n且η為樣本數(shù)量;每列代表一個評價指標并 采用字母j表示，0 < j <m且j為評價指標數(shù)量； 在上述公式中，氣/，代表第i個樣本的第j個評價指標的隸屬度值，代表第i個樣本的 第j3個評價指標的數(shù)據(jù)值表示第j個評價指標最優(yōu)值的下限，bj表示第j個評價指標最優(yōu) 值的上限。6. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，針對所述語言型評價指標，對評價指標的數(shù) 據(jù)值進行歸一化處理得到評價指標的隸屬度值，包括： 獲取表示反應器穩(wěn)定性的語氣標尺，并獲取與所述語氣標尺對應的Ξ角模糊數(shù)，其中， 所述Ξ角模糊數(shù)包括最小值、可能值和最大值;所述語氣標尺包括多個評價等級； 將所述Ξ角模糊數(shù)代入公式將計算結果確定為反應器穩(wěn)定性的隸屬 度值;其中，S為Ξ角模糊數(shù)的最小值、U為Ξ角模糊數(shù)的最大值，m為Ξ角模糊數(shù)的可能值。7. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定每個評價指標在量化廢水處理效果 時的權重值，包括： 利用模糊層次分析法計算每個評價指標的主觀權重;和/或，利用賭權法計算每個評價 指標的客觀權重； 將每個評價指標的主觀權重和客觀權重的綜合權重，或者主觀權重、或者客觀權重，確 定為各個評價指標的權重值。8. 如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用模糊層次分析法計算每個評價指標 的主觀權重，包括： 獲取模糊互補判別矩陣；其中，所述模糊互補判別矩陣中每個數(shù)值均表示兩個評價指 標之間的重要程度比較之后的得分； 基于所述模糊互補判別矩陣，構建模糊層次分析函數(shù)及其約束條件； 采用加速遺傳算法在所述約束條件下求解模糊層次分析函數(shù)的最小值； 若所述最小值小于預設標準值，則將采用加速遺傳算法求解模糊層次分析函數(shù)得到權 重值，確定為各個評價指標的主觀權重。9. 如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用賭權法計算每個評價指標的客觀權 重，包括： 利用公式InA,計算各個評價指標的信息賭； 利用公式各個評價指標的客觀權重;其中，& = 1-hj; 其中，為第j個評價指標的信息賭，k為系數(shù)且k=l/ln(n)，pu表示第i個樣本中第j個 評價指標數(shù)據(jù)值的出現(xiàn)概率ru為第i個樣本中第j個評價指標隸屬度值。10. -種廢水處理效果的量化裝置，其特征在于，包括： 獲取單元，用于在對一種物質的至少一個樣本進行廢水處理實驗后，獲取每個樣本對 多個評價指標中每個評價指標的數(shù)據(jù)值;其中，所述多個評價指標為預先設定的、評估樣本 對廢水處理效果的因素； 歸一化單元，用于對每個樣本中每個評價指標的數(shù)據(jù)值進行歸一化處理，得到每個樣 本中每個評價指標的隸屬度值； 計算單元，用于針對每個樣本而言，計算每個評價指標的隸屬度值和該評價指標對應 的權重值的乘積，并將與該樣本對應的各個乘積的和值、確定為該樣本的廢水處理效果； 確定處理效果單元，用于將各個樣本的廢水處理效果的綜合值，確定為所述物質的廢 水處理效果。
【文檔編號】G06F19/00GK105844081SQ201610150138
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月16日
【發(fā)明人】俞漢青, 方芳, 黃寶成
【申請人】中國科學技術大學