CN106577463A - 一种具有污水处理功能的环保水产养殖池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有污水处理功能的环保水产养殖池，包括缺氧池、厌氧池、好氧池、消毒池、养殖池和输水机构，缺氧池、厌氧池、好氧池、消毒池依次首尾连接，它们的內围构成了方形的养殖池的池壁，水通过输水机构依次流经缺氧池、厌氧池、好氧池和消毒池，所述养殖池的池底开有排污口，该排污口通过排污管道连通至缺氧池，同时在消毒池上设有接通至养殖池的回流管。本发明结构紧凑缩小占地面积，污水通过在缺氧池、厌氧池、好氧池、消毒池和养殖池中不断循环进行持续净化处理，使养殖池内的水质能够保持在良好水平。

Description

一种具有污水处理功能的环保水产养殖池

技术领域

本发明涉及养殖技术领域，具体涉及一种具有污水处理功能的环保水产养殖池。

背景技术

在水产养殖的过程中，水产的排泄物以及剩余的饲料会在养殖池内不断累积造成养殖池水体富营养化，严重影响水产的健康以及降低水产的产量。相关技术中，养殖池通常由自然形成的水体(如自然湖或自然水池)或者人工水体改造而成，其占用的空间较大，在养殖池的选址问题上地形因素也严重限制了其选择的范围。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种具有污水处理功能的环保水产养殖池。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种具有污水处理功能的环保水产养殖池，包括缺氧池、厌氧池、好氧池、消毒池、养殖池和输水机构，缺氧池、厌氧池、好氧池、消毒池依次首尾连接，它们的內围构成了方形的养殖池的池壁，水通过输水机构依次流经缺氧池、厌氧池、好氧池和消毒池，所述养殖池的池底开有排污口，该排污口通过排污管道连通至缺氧池，同时在消毒池上设有接通至养殖池的回流管。

本发明的有益效果为：缺氧池、厌氧池、好氧池、消毒池环绕养殖池，其结构紧凑缩小占地面积，养殖池内的污水及污泥通过池底的排污口抽入处理池内，污水在处理池内依次经过缺氧池、厌氧池、好氧池进行处理，通过缺氧池、厌氧池和好氧池内的微生物分解其有机污染物，最后污水流入消毒池中进行消毒杀灭污水内的细菌，最后通过回流管道回流至养殖池中，污水通过在缺氧池、厌氧池、好氧池、消毒池和养殖池中不断循环进行持续净化处理，使养殖池内的水质能够保持在良好水平。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构框图；

图2是输水故障检测装置的结构框图。

附图标记：

缺氧池1、厌氧池2、好氧池3、消毒池4、养殖池5、输水机构6、输水故障检测装置7、输水监测单元10、特征提取单元20、特征筛选单元30和故障检测单元40。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本实施例提供了一种具有污水处理功能的环保水产养殖池，包括缺氧池1、厌氧池2、好氧池3、消毒池4、养殖池5和输水机构6，缺氧池1、厌氧池2、好氧池3、消毒池依次首尾连接，它们的內围构成了方形的养殖池5的池壁，水通过输水机构6依次流经缺氧池1、厌氧池2、好氧池3和消毒池4，所述养殖池5的池底开有排污口，该排污口通过排污管道连通至缺氧池1，同时在消毒池4上设有接通至养殖池5的回流管。

优选的，所述输水机构6包括水泵、输水管道和阀门，所述缺氧池1和厌氧池2之间、厌氧池2和好氧池3之间、好氧池3和消毒池4之间皆设置一输水管道、一阀门和一水泵。

本发明上述实施例的缺氧池1、厌氧池2、好氧池3、消毒池4环绕养殖池5，其结构紧凑缩小占地面积，养殖池5内的污水及污泥通过池底的排污口抽入处理池内，污水在处理池内依次经过缺氧池1、厌氧池2、好氧池3进行处理，通过缺氧池1、厌氧池2和好氧池3内的微生物分解其有机污染物，最后污水流入消毒池4中进行消毒杀灭污水内的细菌，最后通过回流管道回流至养殖池5中，污水通过在缺氧池1、厌氧池2、好氧池3、消毒池4和养殖池5中不断循环进行持续净化处理，使养殖池5内的水质能够保持在良好水平。

优选的，该一种具有污水处理功能的环保水产养殖池还包括用于对输水机构6进行实时故障检测的输水故障检测装置7。

本优选实施例设置输水故障检测装置7，能够确保输水机构6的输水功能，确保水产养殖池5内的污水能够得到持续净化处理。

优选的，所述输水故障检测装置7包括输水监测单元10、特征提取单元20、特征筛选单元30和故障检测单元40；所述输水监测单元10用于通过多个传感器对输水机构6中反映其工作状态的状态参数指标进行监测；所述特征提取单元20用于对多个传感器监测到的信息进行滤波处理，消除噪声的干扰，再分别进行特征提取；所述特征筛选单元30用于对提取的特征进行筛选，得出用于进行故障诊断的特征信息；所述故障检测单元40用于根据筛选出的特征信息进行故障检测。优选地，所述特征筛选单元30在筛选特征时，具体执行：

(1)确定特征信息中的特征变量的相对重要度，其中相对重要度指的是特征变量对输水机构6的性能影响的重要程度，设特征信息中第i个特征变量的相对重要度为G_i，则：

式中，(A_j)为由第j个专家组根据历史经验确定的权重，F为专家组的个数，G(B)为采用主成分分析方法得到的客观权重，φ为权重调整因子，φ的值根据实际需要通过多次试验进行调整且φ²<1；

(2)将所有特征变量，按照相对重要度从大到小的顺序进行顺序排序；

(3)筛选出前80％的特征变量，作为用于进行故障诊断的特征变量数据。

本优选实施例对特征信息中的特征变量进行筛选，节省了故障诊断对数据处理的时间，提高了故障诊断的速度；

另外，本优选实施例还设置了相对重要度计算公式，既能表现专家对各特征变量的重视程度，又考虑了特征变量实际含义的情况，减少加权的主观随意性，且设置权重调整因子，使得特征变量的相对重要度计算更贴近实际情况，使特征筛选更为精确，从而有利于保障故障诊断精度，实现对输水机构6故障的精确诊断。

优选地，所述根据筛选出的特征信息进行故障检测，具体包括：

(1)将未筛选出的剩余20％特征变量对应的相对重要度之和记为∑G₂₀，符合条件的所有特征变量的相对重要度之和记为∑G₁₀₀，由此得到筛选优化系数：

式中，F为专家组的个数；

(2)计算各特征变量的度量距离：

式中，Q_λ为特征变量X_λ到标准特征变量Y_λ的度量距离，其中X_λ为监测采集的特征变量数据中第λ个特征变量，Y_λ为与X_λ相对应的处于健康状态时的标准特征变量；

另外，MQ(X_λ,Y_λ)为特征变量X_λ到标准特征变量Y_λ的马氏距离，OQ(X_λ,Y_λ)为特征变量X_λ到标准特征变量Y_λ的欧氏距离，是标准特征变量Y_λ的相关系数矩阵；

(3)预先设定不同类型的故障聚类阈值，若Q_λ处于某种故障聚类阈值之内，则判断为该种故障。

本优选实施例利用后20％较小相对重要度的特征变量拟合出筛选优化系数，对度量距离的计算进行优化，在不增加过多计算量的情况下保证数据取用的完整性，保证计算结果的准确性；此外，为了在进行各特征变量的度量距离计算时兼顾特征变量的相关性和独立性，采用了马氏距离和欧氏距离相结合的方式，使得各特征变量的度量距离的计算更为精确，有利于更精确地对输水机构6进行故障诊断，从而在输水机构6发生故障时能够及时检测到并进行及时维修，确保水产养殖池5内的污水能够得到持续有效的净化处理。

优选地，所述故障检测单元40按照下述规则进行不同类型的故障聚类阈值的设定：

(1)采集输水机构6在第η种故障状态下的足够数量K的随机样本集合{Ζ＝Y(η)_Ψ,Ψ＝1,2,…,K，其中，随机样本YηΨ表示特征变量XΨ的度量距离，计算该随机样本集的标准差vη和期望值μη；

(2)设定该输水机构6在第η种故障状态下的故障聚类阈值为其中为期望值μ_η的最大似然估计，为标准差v_η的最大似然估计。

本优选实施例在进行不同类型的故障聚类阈值的预先设定时，数据基础来源于输水机构6在第η种故障状态下的足够数量的随机样本，避免了主观因素的影响，相比于通过专家经验确定的方式更为科学，可有效保证对输水机构6进行故障检测的精度。

发明人采用本实施例进行了一系列测试，以下是进行测试得到的实验数据：

输水机构6的故障检测情况	维修效率提高度	故障检测错误率
			工作时间：1天，故障发生次数：1	3％	0％
工作时间：2天，故障发生次数：1	2％	0％
			工作时间：7天，故障发生次数：2	6％	0％
工作时间：14天，故障发生次数：2	5％	0％
			工作时间：30天，故障发生次数：4	8％	0％

上述实验数据表明，本发明能够精确、快速地对输水机构6进行故障检测和维修，由此可见，本发明在应用于输水机构的有关故障检测时产生了非常显著的有益效果。

优选地，该故障检测单元40还设有高发深度故障报警机制，具体为：

记录计算得到的实际的度量距离Q_λ与第η种故障状态下的期望值μ_η的实际差值v′，假设故障种类数量为m，如果v′≤v_η，则累计记录Q_λ进入该范围的次数M，当满足下列评判公式时，则判断该种故障为高发深度故障，并向运行人员发出相应报警提示：

其中v′_max和v′_min分别为该种故障历史记录中的最大实际差值和最小实际差值，v′_mid为该种故障历史记录中的平均实际差值。

本优选实施例设置高发深度故障报警机制，使得该输水故障检测装置7能依据历史数据提示故障的深度和频率，为维修人员对输水机构6的故障处理提供更为科学的依据。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种具有污水处理功能的环保水产养殖池，其特征是，包括缺氧池、厌氧池、好氧池、消毒池、养殖池和输水机构，缺氧池、厌氧池、好氧池、消毒池依次首尾连接，它们的內围构成了方形的养殖池的池壁，水通过输水机构依次流经缺氧池、厌氧池、好氧池和消毒池，所述养殖池的池底开有排污口，该排污口通过排污管道连通至缺氧池，同时在消毒池上设有接通至养殖池的回流管。

2.根据权利要求1所述的一种具有污水处理功能的环保水产养殖池，其特征是，所述输水机构包括水泵、输水管道和阀门，所述缺氧池和厌氧池之间、厌氧池和好氧池之间、好氧池和消毒池之间皆设置一输水管道、一阀门和一水泵。

3.根据权利要求2所述的一种具有污水处理功能的环保水产养殖池，其特征是，还包括用于对输水机构进行实时故障检测的故障检测装置。

4.根据权利要求3所述的一种具有污水处理功能的环保水产养殖池，其特征是，所述输水故障检测装置包括输水监测单元、特征提取单元、特征筛选单元和故障检测单元。

5.根据权利要求4所述的一种具有污水处理功能的环保水产养殖池，其特征是，所述特征筛选单元用于对提取的特征进行筛选，得出用于进行故障诊断的特征信息，具体为：

(1)确定特征信息中的特征变量的相对重要度，设特征信息中第i个特征变量的相对重要度为G_i，则：

$G_i=(1-\sqrt{1-{\mathrm{\&phi;}}^2})G\left(B\right)+\frac{\sqrt{1-{\mathrm{\&phi;}}^2}{\mathrm{\&Sigma;}}_{j=1}^{F}G\left(A_j\right)}{F}$

式中，G(A_j)为由第j个专家组根据历史经验确定的权重，F为专家组的个数，G(B)为采用主成分分析方法得到的客观权重，φ为权重调整因子，φ的值根据实际需要通过多次试验进行调整且φ²<1；

(2)将所有特征变量，按照相对重要度从大到小的顺序进行顺序排序；

(3)筛选出前80％的特征变量，作为用于进行故障诊断的特征变量数据。