基于间隔偏最小二乘法短程硝化反硝化中无机盐氮的近红外光谱

基于间隔偏最小二乘法短程硝化反硝化中无机盐氮的近红外光谱中国环境科学2015,35(7)：2014~2020ChinaEnvironmentalScience基于间隔偏最小二乘法短程硝化反硝化中无机盐氮的近红外光谱黄健1,2,黄珊1,2,张华1,2,黄显怀1,2*,张勇1,2,王萌1,2,朱菁1,2,王宽1,2(1.安徽建筑大学环境与能源工程学院,安徽合肥230601；2.安徽建筑大学,水污染控制与废水资源化安徽省重点实验室,安徽合肥230601)摘要：采用序批式活性污泥反应器(SBR)研究短程硝化反硝化系统中稳定条件下无机盐氮的变化规律,利用小波去噪法对无机盐氮的近红外光谱进行预处理,并用间隔偏最小二乘法(iPLS)建立无机盐氮含量的校正模型(iPLS模型).结果表明:小波去噪法对原始光谱中的部分噪声进行滤除,从而提高了模型的精度.采用最小二乘法对预处理后的光谱进行建模,优选出最佳波长区间并将光谱划分为20个子区间,优选出的氨氮特征波数为8243~8663cm-1,亚硝酸盐氮特征波数为4000~4420cm-1.所建模型对氨氮、亚硝酸盐氮校正时的相关系数(rc)分别达到0.9582、0.9544,校正均方根误差(RMSECV)分别为0.0321、0.0406;预测时的相关系数(rp)分别为0.9184、0.8816,预测均方根误差(RMSEP)分别为0.0790、0.0451.采用实际污水为原水时校正模型对氨氮、亚硝酸盐氮预测的相关系数(rp′)分别为0.9190、0.8739,预测均方根误差(RMSEP′)分别为0.0578、0.0229.模型对氨氮和亚硝酸盐氮的预测总体效果较好.用小波去噪和最小二乘法建立模型不仅能有效减少建模所需变量数、缩短运算时间,而且模型预测精度较高,为无机盐氮的快速测定提供了一种可行的分析技术.关键词：短程硝化反硝化；氨氮；亚硝酸盐；近红外光谱；iPLS中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-6923(2015)07-2014-07Nearinfraredspectroscopyanalysisofinorganicnitrogeninshortcutnitrification-denitrificationbasedonintervalpartialleastsquare.HUANGJian1,2,HUANGShan