混凝剂消耗量与原水参数的关系建模:拟合线性回归模型

Bruna Jann Leite, Nilo Eduardo Kehrwald Zimmermann, Vera Lúcia Duarte Ferreira, Fernando Luis Dias
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Adotou-se como estratégia metodológica a análise de regressão linear múltipla realizada via software R em três etapas principais: coleta e separação dos dados, modelagem e validação do modelo. Os dados foram disponibilizados pela empresa CORSAN/RS, com recorte temporal do ano de 2015 a 2019 correspondentes a duas cidades. Os resultados mostraram a existência de uma relação estatisticamente considerável entre a variável dependente, consumo do coagulante (sulfato de alumínio) e as variáveis independentes (turbidez, cor, alcalinidade, matéria orgânica e volume aduzido). O valor de R² ajustado de 0,95 indica que modelo de predição está estatisticamente satisfatório. 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摘要

人们对饮用水的需求在逐渐增加,因此对水处理技术的要求也在不断提高。从健康和环境的角度来看,饮用水质量的决定因素之一是水处理过程中混凝剂的用量,因为用量会根据原水的物理化学特性而变化。有鉴于此,本研究初步建立了一个模型,该模型能够预测一定量原水的混凝剂用量,并将具体的水质特征作为自变量加以考虑。采用的方法策略是使用 R 软件进行多元线性回归分析,主要分为三个阶段:数据收集和分离、建模和模型验证。数据由 CORSAN/RS 提供,时间范围为 2015 年至 2019 年,对应两个城市。结果表明,因变量混凝剂消耗量(硫酸铝)与自变量(浊度、颜色、碱度、有机物和流入量)之间存在统计学意义上的显著关系。调整后的 R² 值为 0.95,表明预测模型在统计上令人满意。换句话说,所研究的现象易于调整且性能良好,这表明最初提出的模型可用于改善类似规模和工艺的水厂的水处理工艺。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Modelagem da dependência do consumo de coagulante dos parâmetros brutos da água: ajuste de um modelo de regressão linear
O crescimento da demanda por água potável vem aumentando gradativamente e consequentemente a necessidade de melhorias no tratamento também. Um dos fatores determinantes da qualidade da água potável, tanto no ponto de vista de saúde quanto no ambiental, é a quantidade de coagulante utilizada no processo de tratamento da água, visto que a dosagem pode variar de acordo com características físico-químicas da água bruta. Neste sentido, este trabalho apresenta o desenvolvimento inicial de um modelo capaz de predizer quantidades de coagulante para um determinado volume de água bruta, contemplando como variáveis independentes características específicas da água. Adotou-se como estratégia metodológica a análise de regressão linear múltipla realizada via software R em três etapas principais: coleta e separação dos dados, modelagem e validação do modelo. Os dados foram disponibilizados pela empresa CORSAN/RS, com recorte temporal do ano de 2015 a 2019 correspondentes a duas cidades. Os resultados mostraram a existência de uma relação estatisticamente considerável entre a variável dependente, consumo do coagulante (sulfato de alumínio) e as variáveis independentes (turbidez, cor, alcalinidade, matéria orgânica e volume aduzido). O valor de R² ajustado de 0,95 indica que modelo de predição está estatisticamente satisfatório. Ou seja, as facilidades de ajuste aliadas ao bom desempenho dos fenômenos estudados mostra que o modelo apresentado inicialmente pode ser aplicado para melhorar os processos de tratamento de água em estações de porte e processos similar.
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