[發明專利]基于蒙特卡羅法預測新建工業園區水污染治理效果的方法

有效

• 申請號: 201710816212.0
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107798416B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 龍莎;楊永奎;趙林;李凈宸;劉洪波
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程小艷

本發明公開一種基于蒙特卡羅法預測新建工業園區水污染治理效果的方法，主要包括采用單位產值廢水量法預測行業產生廢水量，并將行業產生廢水量劃分到不同規模的同行業企業產生廢水量、統計分析得出不同行業廢水中各類污染物的分布類型及取值范圍、統計分析得出企業預處理技術、集中處理技術、深度處理技術的各類污染物去除率的分布類型、取值范圍和建設、運行費用函數，應用蒙特卡羅法，進行隨機試驗統計分析，由末端污染物出水濃度達標次數得出末端出水達標率，由各環節處理水量、進出水污染物濃度差計算污染物削減量，由污染物削減量均值計算總處理成本。本發明為新建工業園區行業布局、接管標準、再生水回用和水污染防治技術路線規劃提供基礎數據。

技術領域

本發明屬于水污染及治理預測方法領域，涉及一種基于蒙特卡羅法預測新建工業園區水污染治理效果的方法。

背景技術

國內外常用的污水水質、水量指標預測方法主要有回歸分析法、多指標綜合分析法、系統動力學預測模型、時間序列分析等，但現有方法依賴于預測指標與多項因素匹配的歷史資料或預測對象的預測指標的大量歷史觀測數據，且主要應用于城市污水處理廠進水水質、水量和區域廢水量預測，但新建工業園區規劃階段，企業未入駐，水處理設施未建設運行，沒有實際運行數據，且涉及企業預處理、園區末端污水廠集中處理、再生水廠深度處理三個環節，以往的預測方法并不適用。

發明內容

本發明的目的在于克服了現有預測方法對預測對象大量歷史觀測數據的依賴和僅適用于單環節預測的缺陷，將工業園區水污染防治系統視為為不確定性隨機系統，采用蒙特卡羅法，通過簡單的隨機仿真和統計實驗手段模擬工業園區水污染防治系統的運行，可獲得工業園區水污染防治系統的狀態變化與輸出結果的大量數據，并將估計誤差控制在可接受范圍內，結果更具有真實性和工程實用性，為新建工業園區行業布局、接管標準、再生水回用和水污染防治技術路線規劃提供預測數據。

本發明的技術方案是提供一種基于蒙特卡羅法預測新建工業園區水污染治理效果的方法，包括如下步驟：

(1)、由園區規劃提供行業產值，采用單位產值廢水量法預測行業產生廢水量，并將行業產生廢水量劃分到不同規模的同行業企業產生廢水量；

(2)、基于多組同類型已有企業的運行數據，統計分析得出各行業廢水中各類污染物的分布類型及取值范圍；

(3)、基于多組已有企業預處理設施、末端集中污水處理廠、再生水廠的運行數據，統計分析得出企業預處理技術、集中處理技術、深度處理技術的各類污染物去除率的分布類型、取值范圍和建設、運行費用函數；

(4)、應用蒙特卡羅法，進行隨機試驗，每次隨機試驗過程為，在取值范圍內，按照統計得出的概率分布類型，對企業產生廢水量、污染物濃度及各環節水處理技術污染物去除率隨機抽樣，抽樣產生的隨機數代表工業園區水污染防治系統一天的運行狀態；計算各環節污染物出水濃度；借助計算機系統，重復進行隨機試驗，隨機試驗次數在5000次以上；

(5)、統計分析隨機試驗結果，由末端污染物出水濃度達標次數得出末端出水達標率，由各環節處理水量、進出水污染物濃度差計算污染物削減量，由污染物削減量均值計算總處理成本。

具體按照以下步驟：

(1)、基于單位產值廢水量法，根據行業i總產值預測值G_i(萬元/年)、行業i單位總產值廢水排放量統計數據K_i(立方米/萬元)，計算行業i的廢水總排放量Q_1，i(立方米/年)：

Q_1，i＝G_iK_i