Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 628.316:519.248

Evaluation of stability of quality in drinking water treatment

Klyachkin V.N. doctor of technical sciences, professor, Ulyanovsk state technical university
Bart A.D. magistrant of «Applied mathematics and computer science» department, Ulyanovsk state technical university

A methodology for assessing the stability of physicochemical quality indicators in the purification of drinking water has been developed. It is proposed to monitor indicators using statistical management methods used to control technological processes. In this case, standard Shewhart control charts can be used for uncorrelated indicators. The stability of the dependent indicators is estimated using multivariate Hotelling charts. Practical calculations were conducted using the data of the St. Petersburg Vodokanal.

Постановка задачи. Вода, которая поступает к потребителю, должна быть безопасной для его здоровья. Для этого показатели качества питьевой воды должны лежать в пределах допустимых значений. Качество воды зависит от состояния водоисточника и применяемых методов очистки. Необходимо проконтролировать и обеспечить стабильность физико-химических показателей воды, поступающей к потребителю.

Мониторинг показателей может проводиться статистическими методами, аналогичными тем, что используются при статистическом контроле и управлении технологическими процессами [1–2]. Подобный подход был использован ранее для оценки стабильности состояния окружающей среды по загрязнению атмосферного воздуха [3].

Цель настоящего исследования — разработка методики для оценки стабильности показателей качества при очистке питьевой воды по результатам мониторинга этих показателей с применением методов статистического контроля процессов [4].

При исследовании стабильности показателей качества питьевой воды использовались данные Санкт-Петербургского водоканала. Один раз в сутки проводились измерения семи физико-химических показателей [5].

Предварительный анализ данных. Для разработки методики оценки стабильности процесса необходимо, во-первых, проверить нормальность распределения контролируемых показателей. И карты Шухарта, и карты Хотеллинга ориентированы на нормально распределенные показатели. При большом объеме данных это обстоятельство можно было бы проигнорировать, поскольку при усреднении значений в соответствии с центральной предельной теоремой распределение усредненных данных стремится к нормальному (карты строятся по усредненным данным — так называемым мгновенным выборкам). Однако при измерениях, проводимых один раз в сутки, контрольные карты строятся по индивидуальным наблюдениям, и в этом случае нарушение нормальности распределения может привести к существенным погрешностям.

Во-вторых, необходимо проанализировать коррелированность показателей, поскольку от этого зависит тип используемых карт: для независимых показателей используются карты Шухарта, при коррелированных существенно эффективнее многомерные карты Хотеллинга.

For citation:
Klyachkin V.N., Bart A.D., Evaluation of stability of quality in drinking water treatment. Водоочистка №1-2 2018. 2018;1-2.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: