本文分析了在選擇飲用水處理工藝和確定工藝運行參數(shù)時所面臨的問題，提出利用專家系統(tǒng)選擇水處理工藝及其運行參數(shù)的方案，介紹了專家系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)，并詳細說明了專家系統(tǒng)由知識庫的組成，以及推理機在不同水源水質(zhì)條件下選擇處理工藝及確定運行參數(shù)的方法等。實踐表明，該專家系統(tǒng)能夠針對不同的水質(zhì)推薦適宜的處理工藝及運行參數(shù)，可為水廠的運行及改擴建提供參考。
關(guān)鍵詞：飲用水處理；專家系統(tǒng)；推理機；知識庫
針對不同的水質(zhì)狀況選取切實的組合工藝及運行參數(shù)成為飲用水處理的關(guān)鍵。通常具體的處理工藝及其運行姑數(shù)要根據(jù)已有的生產(chǎn)經(jīng)驗及運行數(shù)據(jù)，并經(jīng)過大量的試驗驗證才能確定。而通過創(chuàng)建水處理專家系統(tǒng)，將水處理專家的經(jīng)驗和水處理試驗數(shù)據(jù)以適當?shù)男问酱嫒胗嬎銠C，并模擬專家選擇工藝和姑數(shù)的思維方法，對原水水質(zhì)數(shù)據(jù)進行邏輯推理來確定處理工藝和運行參數(shù)，則可以簡化水處理工藝選擇和運行參數(shù)確寶的復雜性。
1 專家系統(tǒng)
所謂專家系統(tǒng)就是利用存儲在計算機內(nèi)的某一特定領域內(nèi)人類專家的知識，來解決過去需要人類專家才能解決的現(xiàn)實問題的計算機系統(tǒng)。專家系統(tǒng)通常是要完成那些需要搖籃有專門知識的領域?qū)＜以趲追昼娀驇仔r內(nèi)完成的量大南昌性質(zhì)相對重要的任務，如診斷、規(guī)劃、決策等等。專家系統(tǒng)通常要考察大量的可能性，或者說動態(tài)地建立解決問題的方法。
從結(jié)構(gòu)組成的角度來看，專家系統(tǒng)是一個由存放專門領域知識的知識庫，以及一個能選擇和運用知識的推理機制組成的計算機系統(tǒng)[1]，飲用水處理專家系統(tǒng)所采用的結(jié)構(gòu)如圖1所示。各部分的功能與作用如下：
圖1 飲用水處理專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
1人機接口：它是用戶與專家系統(tǒng)信息交互的辦面。人機接口一方面接收用戶輸入的信息交給推理機進行推斷，并顯示結(jié)果和整個推斷過程的解釋信息，另一方面將用戶輸入的信息交給學習程序，完成對知識庫的更新和補充。
2.推理機：利用從人機接口得到的信息，根據(jù)知識庫中的知識進行邏輯推理，將推理的中間結(jié)果存入中間數(shù)據(jù)庫，將結(jié)論送給人機接口顯示。
3.解釋程序：對系統(tǒng)給出的結(jié)論、求解過程提供說明，解答用戶對推理結(jié)果提出的疑問。
4.學習程序：將用戶輸入的新知識添加到知識庫，在使用過程中根據(jù)推理的效果更新知識庫。
5.中間數(shù)據(jù)庫：存儲推理的中間結(jié)果，為推理機下一步的推理提供數(shù)據(jù)，為解釋程序提供解釋信息。
6.知識庫：用以存儲水處理專家的專門知識。
本專家系統(tǒng)主要分為兩部分；一部分是針對多年的水質(zhì)條件確定整體處理工藝，主要為水廠的改擴建提供參考；另一部分是針對某一工藝組合，根據(jù)不同的原水水質(zhì)條件確定工藝的運行參數(shù)，該功能可以為水廠的運行提供參考。
工藝選擇功能
根據(jù)飲用水處理工藝選擇的特點，采用知識庫分塊組織的沖突消解策略。
將飲用水處理工藝分為預沉淀、預氧化、混凝、沉淀（氣?。?、過濾、臭氧活性炭（活性炭）、清毒七個單元步驟，每個單元的水處理知識在知識庫中分開存放，在選擇水處理工藝的過程中只能從知識庫中的相應部分選擇可用的知識。每個單元步驟根據(jù)輸入的水質(zhì)條件的不同可以選擇不同的處理單元，該單元可以不出現(xiàn)在流程中。針對預沉淀部分舉例說明：
if（進水含沙量小于30kg/m3）then不進行預沉淀處理。
if（10小于進水含沙量小于30kg/m3）then采用平流式天然預沉池。
if（10小于進水含沙量小于120kg/m3）then采用斜管預沉池。
在水處理過程中，除了進行常規(guī)的除濁、除有機物和消毒外，還需要根據(jù)特殊的去除對象，采用特定的工藝和藥劑。