CN108862863A - 一种基于区块链的工业废水处理系统 - Google Patents
一种基于区块链的工业废水处理系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108862863A CN108862863A CN201810751533.1A CN201810751533A CN108862863A CN 108862863 A CN108862863 A CN 108862863A CN 201810751533 A CN201810751533 A CN 201810751533A CN 108862863 A CN108862863 A CN 108862863A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- data
- waste water
- reaction
- automatically controlled
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种基于区块链的工业废水处理系统，包括：PH值监测器(1)、化学成分分析仪(2)、废水控制终端(3)、服务器端(4)、电控曝气池(5)；本系统首先通过PH值监测器和化学成分分析仪监测各排污口的废水PH值以及化学组分，然后将监测数据反馈至服务器端，由服务器端汇总各工厂的废水监测数据，其次基于大数据分析及处理技术，将监测数据输入至已训练的模型后自动生成系统执行策略，通过数控技术驱动废水控制终端按设定策略进行排污，驱动电控曝气池运转，将酸性废水与碱性废水互相中和，充分利用酸、碱废水相互中和，达到以废治废的目的；同时本发明还基于区块链技术实现监测数据的交互，提高了数据的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种基于区块链的工业废水处理系统。
背景技术
工业废水是指工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。工业废水种类繁多，成分复杂。例如电解盐工业废水中含有汞，重金属冶炼工业废水含铅、镉等各种金属，电镀工业废水中含氰化物和铬等各种重金属，石油炼制工业废水中含酚，农药制造工业废水中含各种农药等。由于工业废水中常含有多种有毒物质，污染环境同时对人类健康有很大危害，因此要开发综合利用，化害为利，并根据废水中污染物成分和浓度，采取相应的净化措施进行处置后，才可排放。
废水处理，是为了使工业废水达到某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。随着现代社会的发展，废水中含有重金属离子和酸碱物质的产生量越来越大,由于重金属离子在自然条件下难于降解，其不仅会对水源、土壤等环境造成污染,同时废水中的酸碱物质在自然界中容易产生反应，形成有毒物质，然后沉淀在土壤中或者游离在水中，而且通过食物链的富集作用还会最终进入人体，从而对人体健康造成危害，因此对含有重金属离子和酸碱物质的废水进行处理显得尤为重要。
酸碱废水是废水处理时最常见的一种。酸性废水主要来自钢铁厂、化工厂、染料厂、电镀厂和矿山等，废水处理要重点治理含有各种有害物质或重金属盐类；碱性废水主要来自印染厂、皮革厂、造纸厂、炼油厂等。对于上述酸碱废水而言，现有技术中都是采用酸碱中和反应进行处理，但是现在的酸碱中和设备一般结构简单，只是将需要的酸性或者碱性溶液抽入到反应腔内部进行酸碱中和即可，这样不仅反应效率低，而且需要提前配比好酸碱溶液，从而提高了水污染处理的成本。
另外，一些企业为了逃避国家环保部门的监管及处罚，对废水监测设备监测获得的数据进行恶意篡改，并上传或申报经伪造的虚假数据，以达到其违规排放废水的目的，从而导致企业监管失效。
发明内容
本发明的目的在于，为克服现有的工业废水处理技术存在着净化效率低、处理成本高的技术问题，提供一种基于区块链的工业废水处理系统，利用本系统能够充分利用酸、碱废水相互中和或利用废碱(渣)中和酸性废水，达到以废治废的目的；本发明基于大数据分析及处理技术，利用已训练的模型自动生成系统执行策略，提高污水处理效率，实现污水处理的智能化；同时，本发明还基于区块链技术实现监测数据的交互，防止企业为了违规排放废水而任意篡改监测数据，提高了数据的安全性。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于区块链的工业废水处理系统，该系统包括：PH值监测器、化学成分分析仪、废水控制终端、服务器端、电控曝气池；
在各工厂排污口的下游均设置有一废水控制终端，所述的废水控制终端通过管路连通于排污口与电控曝气池之间，各废水控制终端均通过无线传输方式与服务器端进行数据交互，用于根据服务器端发送的指令控制排污口的开闭；
所述的PH值监测器和化学成分分析仪设置于排污口处，分别用于监测各工厂所排废水的PH值和化学组分，并将生成的监测信号通过废水控制终端发送至服务器端；
所述的服务器端与电控曝气池电性连接，用于将接收到的监测信号进行处理后生成能够识别的监测数据，并将监测数据输入至已训练的执行策略模型中，计算获得各工厂排污口的开闭执行策略和电控曝气池的净化处理策略，并利用该开闭执行策略和净化处理策略分别控制废水控制终端及电控曝气池的运行，所述的执行策略模型利用系统在调试阶段记录的大量运行数据和监测数据进行模型训练，所述的开闭执行策略包括：各工厂排污口的开启时间、开启时长、废水流速的设定，所述的净化处理策略包括为完成废水中和反应需电控曝气池执行的操作工序；
所述的废水控制终端与服务器端上均设置有区块数据传输器，所有的区块数据传输器均连接于同一网络，所述的区块数据传输器用于建立安全共识机制，各区块数据传输器按照安全共识机制进行数据交互以形成区块链，同时对发送和接收的数据分别执行加密和解密操作；
所述的区块数据传输器包括：共识机制建立模块、智能合约建立模块、加密模块、解密模块和数据传输模块；
所述的共识机制建立模块以自身所在的区块数据传输器作为一个区块，为区块设定安全信息作为区块资源，使得各区块按照该区块资源相互识别，以达成区块之间的安全共识；
所述的智能合约建立模块用于自定义安全门限β作为智能合约的触发条件，并设定仅当各区块资源的安全评分均不低于所述安全门限β时，允许该智能合约建立模块自身所在的区块数据传输器与网络上其余区块数据传输器进行数据交互；
所述的加密模块利用设定的公钥对需要发送的数据进行加密，生成密文数据；
所述的解密模块利用设定的私钥对接收到的密文数据进行解密，生成明文数据；
所述数据传输模块的一端通过CAN总线连接于网络上，其另一端与加密模块、解密模块连接，用于将加密模块输出的密文数据发送至网络，将从网络接收的密文数据发送至解密模块。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的服务器端包括：信号处理模块、执行策略生成模块、数据存储模块、驱动控制模块；
所述的信号处理模块用于接收废水控制终端输出的监测信号，并将监测信号进行处理，生成供执行策略生成模块识别的监测数据；
所述的执行策略生成模块内设置有执行策略模型，用于接收信号处理模块输出的监测数据，并通过模型运算获得各工厂排污口的开闭执行策略和电控曝气池的净化处理策略，所述的运行数据包括废水控制终端和电控曝气池实时执行的操作数据，所述的监测数据包括中和反应后电控曝气池内废水的PH和化学组分测量值，该运行数据和监测数据记录于数据存储模块内；
所述的驱动控制模块用于将获得的开闭执行策略转换成对应的排污口开闭控制指令，并发送至废水控制终端，所述的废水控制终端通过设置的电磁阀控制排污口的开闭及其开口的横截面积；
所述的驱动控制模块还用于将获得的净化处理策略转换成对应的电控曝气池操作指令，并发送至电控曝气池。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的信号处理模块包括：A/D转换器、信号放大器和滤波器，用于将废水控制终端输出的监测信号依次进行模数转换、放大和滤波处理。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的电控曝气池包括：反应池、第一进液管、第二进液管、多通电磁阀、进水管、排液管、机架、驱动电机、搅拌桨和转轴；
所述的第一进液管与第二进液管对称设置于反应池的顶部，分别用于向反应池内输送酸性废水和碱性废水，两个进液管的末端均通过设置的多通电磁阀与若干个工厂排污口相通的管路并联，所述的多通电磁阀的信号输入端与驱动控制模块连接，通过驱动控制模块发送的指令控制各管路与进液管连通，所述的进水管设置于反应池的侧壁上，用于向反应池内注水，该进水管上设置有电子阀门，所述电子阀门的信号输入端与驱动控制模块连接，通过驱动控制模块发送的指令控制该电子阀门开闭，所述的排液管设置于反应池的底部，用于排出经中和反应后的废水，所述的机架设置于反应池的上方，用于搭载驱动电机，所述的驱动电机架设于机架上，该驱动电机的信号输入端与驱动控制模块连接，通过驱动控制模块发送的指令控制其转动，所述驱动电机的动力输出端设置有转轴，该转轴的底端沿机架穿设至反应池内，并连接有搅拌桨。
作为上述技术方案的进一步改进，所述的服务器端还包括反应监测模块，所述的反应池内还设置有若干个PH值监测器和化学成分分析仪，该PH值监测器和化学成分分析仪的信号输出端与反应监测模块连接，分别实时采集反应池内经中和反应后废水的PH值和剩余化学组分，并将采集得到的化学反应数据发送至反应监测模块，所述的反应监测模块用于对接收到的化学反应数据进行分析，生成二次反应执行策略，并由驱动控制模块按该二次反应执行策略控制电控曝气池的运行，所述的二次反应执行策略包括为完成二次中和反应所需要的补水量和废水注入量。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括微生物反应池、液相色谱仪和胶囊投放设备；
所述的微生物反应池通过管路与电控曝气池连通，用于收集电控曝气池输出的废水，所述液相色谱仪的探针插入至微生物反应池的水体内，其信号输出端与有机物分析模块连接，用于水体采样并从水体样本中分离、分析、纯化有机化合物，以获得有机化合物组分数据，并将有机化合物组分数据发送至有机物分析模块，所述的胶囊投放设备内分类存放有不同种类的微生物胶囊，其信号输入端与驱动控制模块连接；
所述的服务器端还包括有机物分析模块，所述的有机物分析模块通过对有机化合物组分数据进行分析，选择能够降解有机化合物组分的微生物种类，并通过驱动控制模块触发胶囊投放设备向微生物反应池内投放对应种类的微生物胶囊。
本发明的一种基于区块链的工业废水处理系统优点在于：
本发明的系统首先通过PH值监测器和化学成分分析仪监测各排污口的废水PH值以及化学组分，然后将监测数据反馈至服务器端，由服务器端汇总各工厂的废水监测数据，其次基于大数据分析及处理技术，通过将监测数据输入至已训练的模型后自动生成系统执行策略，从各工厂中匹配出两种或多种能够相互起中和反应的废水，之后通过数控技术驱动废水控制终端按设定策略进行排污，并同时驱动电控曝气池运转，将酸性废水与碱性废水互相中和，充分利用酸、碱废水相互中和或利用废碱(渣)中和酸性废水，达到以废治废的目的，从而降低了废水处理成本，提高了净化效率；同时本发明还基于区块链技术实现监测数据的交互，实现了数据交互的去中心化，利用终端间的信任机制集体维护通信环境的安全性，当任一终端节点遭受攻击或数据丢失时均不会影响整个区块链系统的安全，实现了系统的健壮性，解决了中心化模式中易受攻击、数据安全可靠性差以及维护成本高等问题，防止企业为了违规排放废水而任意篡改监测数据，并将虚假数据上传至服务器端的隐患发生，提高了数据的安全性。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于区块链的工业废水处理系统结构示意图；
图2为图1中示出的区块数据传输器结构示意图；
图3为本发明实施例中提供的服务器端结构示意图；
图4为本发明实施例中提供的信号处理模块结构示意图；
图5为本发明实施例中提供的电控曝气池结构示意图。
附图标记
1、PH值监测器 2、化学成分分析仪 3、废水控制终端
4、服务器端 5、电控曝气池 6、管路
7、微生物反应池 8、液相色谱仪 9、胶囊投放设备
10、反应池 11、第一进液管 12、第二进液管
13、多通电磁阀 14、进水管 15、排液管
16、机架 17、驱动电机 18、搅拌桨
19、转轴 20、区块数据传输器
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所述的一种基于区块链的工业废水处理系统进行详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种基于区块链的工业废水处理系统，该系统具体包括：PH值监测器1、化学成分分析仪2、废水控制终端3、服务器端4、电控曝气池5。
在各工厂排污口的下游均设置有一废水控制终端3，所述的废水控制终端3通过管路6连通于排污口与电控曝气池5之间，各废水控制终端3均通过无线传输方式与服务器端4进行数据交互，用于根据服务器端4发送的指令控制排污口的开闭；
所述的PH值监测器1和化学成分分析仪2设置于排污口处，分别用于监测各工厂所排废水的PH值和化学组分，并将生成的监测信号通过废水控制终端3发送至服务器端4；
所述的服务器端4与电控曝气池5电性连接，用于将接收到的监测信号进行处理后生成能够识别的监测数据，并将监测数据输入至已训练的执行策略模型中，计算获得各工厂排污口的开闭执行策略和电控曝气池5的净化处理策略，并利用该开闭执行策略和净化处理策略分别控制废水控制终端3及电控曝气池5的运行，所述的执行策略模型利用系统在调试阶段记录的大量运行数据和监测数据进行模型训练，所述的开闭执行策略包括：各工厂排污口的开启时间、开启时长、废水流速的设定，所述的净化处理策略包括为完成废水中和反应需电控曝气池5执行的操作工序；
所述的废水控制终端3与服务器端4上均设置有区块数据传输器20，所有的区块数据传输器20均连接于同一网络，所述的区块数据传输器20用于建立安全共识机制，各区块数据传输器20按照安全共识机制进行数据交互以形成区块链，同时对发送和接收的数据分别执行加密和解密操作；
如图2所示，所述的区块数据传输器包括：共识机制建立模块、智能合约建立模块、加密模块、解密模块和数据传输模块；
所述的共识机制建立模块以自身所在的区块数据传输器作为一个区块，为区块设定安全信息作为区块资源，使得各区块按照该区块资源相互识别，以达成区块之间的安全共识；
所述的智能合约建立模块用于自定义安全门限β作为智能合约的触发条件，并设定仅当各区块资源的安全评分均不低于所述安全门限β时，允许该智能合约建立模块自身所在的区块数据传输器与网络上其余区块数据传输器进行数据交互；
所述的加密模块利用设定的公钥对需要发送的数据进行加密，生成密文数据；
所述的解密模块利用设定的私钥对接收到的密文数据进行解密，生成明文数据；
所述数据传输模块的一端通过CAN总线连接于网络上，其另一端与加密模块、解密模块连接，用于将加密模块输出的密文数据发送至网络，将从网络接收的密文数据发送至解密模块。
酸性废水是pH值小于6的废水，主要来自于冶金、金属加工、石油化工、化纤、电镀等企业排放的废水；碱性废水是pH值大于9的废水，主要来自于造纸、制革、炼油、石油化工、化纤等行业。酸碱废水常用中和法处理。处理含酸废水时，常用碱或碱性氧化物为中和剂；处理碱性废水则以酸或酸性氧化物为中和剂。对于中和处理，本发明考虑以废治废的原则，首先通过PH值监测器和化学成分分析仪监测各排污口的废水PH值以及化学组分，然后将监测数据反馈至服务器端，由服务器端汇总各工厂的废水监测数据，并从中匹配出两种或多种能够相互起中和反应的废水，通过数控技术驱动废水控制终端按设定策略进行排污，并同时驱动电控曝气池运转，将酸性废水与碱性废水互相中和，充分利用酸、碱废水相互中和或利用废碱(渣)中和酸性废水，达到以废治废的目的；从而降低了废水处理成本，提高了净化效率。
本发明还基于大数据分析及处理技术，利用系统在调试阶段记录的大量运行数据和监测数据进行模型训练，以使系统能够根据自学习结构对监测数据进行自动分析，获取较为准确的系统执行策略，进一步降低了污水处理成本，提高了净化效率，并实现了污水处理的智能化。
此外，为了提高监测数据采集、传递及存储的安全性，本发明的系统利用区块链技术实现废水控制终端与服务器端之间的数据交互功能。具体地，将所有的废水控制终端与服务器端均通过无线传输方式连接于同一网络，各废水控制终端及服务器端按照设定的安全共识机制进行数据交互以形成区块链，同时对发送和接收的数据分别执行加密和解密操作。
区块链是按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式记账系统。区块在结构上通常包括块头(header)和块体(body)两部分。块头用于链接到前面的块，块体记录的交易信息是上一个区块形成之后、该区块被创建前发生的所有价值交换活动，这个特点保证了数据库的完整性。区块链采用分布式记账方式，每次交易只有被记账者计入区块链中(下文简称为上链)才算是生效。交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成，而且每一个节点都记录的是完整的账目，每一个节点在参与记录的同时也来验证其他节点记录结果的正确性。只有当全网大部分节点(或甚至所有节点)都同时认为这个记录正确时，或者所有参与记录的节点都比对结果一致通过后，记录的真实性才能得到全网认可，记录数据才允许上链。
另外，区块链通常采用完全匿名的方式，用户可匿名地通过具有记账权的节点(例如记账者)将交易计入区块链，任一节点可通过区块链设定的竞争机制或规则来争取记账的权利。而无论是用户还是记账者，其身份隐蔽性都非常强。
基于区块链的以上技术原理，本发明将用于采集、记录和存储废水监测数据的废水控制终端及服务器端作为节点，各节点间依据保障安全的共识机制进行链接，从而形成区块链，依据可变的智能合约采用非对称加密的方法进行通信，对终端的安全性数据进行加密，对终端通信进程加密；并实现了数据交互的去中心化，利用终端间的信任机制集体维护通信环境的安全性，当任一终端节点遭受攻击或数据丢失时均不会影响整个区块链系统的安全，实现了系统的健壮性，解决了中心化模式中易受攻击、数据安全可靠性差以及维护成本高等问题，防止企业为了违规排放废水而任意篡改监测数据，并将虚假数据上传至服务器端的隐患发生。
基于上述结构的工业废水处理系统，为了实现上述废水处理的智能控制功能，如图3所示，所述的服务器端可具体包括：信号处理模块、执行策略生成模块、数据存储模块、驱动控制模块。
所述的信号处理模块用于接收污水控制终端输出的监测信号，并将监测信号进行处理，生成供执行策略生成模块识别的监测数据；
所述的执行策略生成模块内设置有执行策略模型，用于接收信号处理模块输出的监测数据，并通过模型运算获得各工厂排污口的开闭执行策略和电控曝气池的净化处理策略，所述的运行数据包括污水控制终端和电控曝气池实时执行的操作数据，所述的监测数据包括中和反应后电控曝气池内污水的PH和化学组分测量值，该运行数据和监测数据记录于数据存储模块内；
所述的驱动控制模块用于将获得的开闭执行策略转换成对应的排污口开闭控制指令，并发送至污水控制终端，所述的污水控制终端通过设置的电磁阀控制排污口的开闭及其开口的横截面积；
所述的驱动控制模块还用于将获得的净化处理策略转换成对应的电控曝气池操作指令，并发送至电控曝气池。
如图4所示，所述的信号处理模块包括：A/D转换器、信号放大器和滤波器，用于将废水控制终端输出的监测信号依次进行模数转换、放大和滤波处理。本发明的上述信号处理模块通过设置滤波器，能够降低信号的噪声干扰，提高信号的探测精度，同时通过信号放大能够实现数据的精确采集，为后续的数据分析提供保证。
为了实现废水之间中和反应的功能，如图4所示，本实施例中的电控曝气池包括：反应池10、第一进液管11、第二进液管12、多通电磁阀13、进水管14、排液管15、机架16、驱动电机17、搅拌桨18和转轴19。
所述的第一进液管11与第二进液管12对称设置于反应池10的顶部，分别用于向反应池10内输送酸性废水和碱性废水，两个进液管的末端均通过设置的多通电磁阀13与若干个工厂排污口相通的管路6并联，所述的多通电磁阀13的信号输入端与驱动控制模块连接，通过驱动控制模块发送的指令控制各管路6与进液管连通，所述的进水管14设置于反应池10的侧壁上，用于向反应池10内注水，该进水管14上设置有电子阀门，所述电子阀门的信号输入端与驱动控制模块连接，通过驱动控制模块发送的指令控制该电子阀门开闭，所述的排液管15设置于反应池10的底部，用于排出经中和反应后的废水，所述的机架16设置于反应池10的上方，用于搭载驱动电机17，所述的驱动电机17架16设于机架16上，该驱动电机17的信号输入端与驱动控制模块连接，通过驱动控制模块发送的指令控制其转动，所述驱动电机17的动力输出端设置有转轴19，该转轴19的底端沿机架16穿设至反应池10内，并连接有搅拌桨18。
上述电控曝气池在各反应环节的操作工序均由服务器端控制，实现了电控曝气池的智能化监控功能，提高了净化处理的及时性及准确性。
另外，如图3所示，所述的服务器端还可包括反应监测模块，如图5所示，所述的反应池10内还设置有若干个PH值监测器1和化学成分分析仪2，该PH值监测器1和化学成分分析仪2的信号输出端与反应监测模块连接，分别实时采集反应池10内经中和反应后废水的PH值和剩余化学组分，并将采集得到的化学反应数据发送至反应监测模块，所述的反应监测模块用于对接收到的化学反应数据进行分析，生成二次反应执行策略，并由驱动控制模块按该二次反应执行策略控制电控曝气池5的运行，所述的二次反应执行策略包括为完成二次中和反应所需要的补水量和废水注入量。
在首次将酸碱废水注入反应池后会立即发生中和反应，而在反应一段时间后池内大部分化学污染物会被中和并从水体内析出，但仍有些未发生反应或未反应完全的化学成分存留于反应池内，为此，本发明通过对反应池内废水PH值和化学组分进行监测，以此进一步判定需要再次投放何种废水及用量来实现二次反应，使得废水中的剩余酸性或碱性化合物被彻底中和，从而进一步提高水体的净化处理能力。
目前，按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类，含无机污染物为主的为无机废水，含有机污染物为主的为有机废水。例如电镀废水和矿物加工过程的废水是无机废水，食品或石油加工过程的废水是有机废水，印染行业生产过程中的是混合废水，不同的行业排除的废水含有的成分不一样。而对于有机物而言，不能通过上述酸碱中和法对其进行降解。为此，本发明的系统还提供了利用微生物的生化作用来对有机物进行净化处理。
进一步地，如图1所示，本发明的系统还可包括微生物反应池7、液相色谱仪8和胶囊投放设备9。
所述的微生物反应池7通过管路6与电控曝气池5连通，用于收集电控曝气池5输出的废水，所述液相色谱仪8的探针插入至微生物反应池7的水体内，其信号输出端与有机物分析模块连接，用于水体采样并从水体样本中分离、分析、纯化有机化合物，以获得有机化合物组分数据，并将有机化合物组分数据发送至有机物分析模块，所述的胶囊投放设备9内分类存放有不同种类的微生物胶囊，其信号输入端与驱动控制模块连接；
所述的服务器端4还包括有机物分析模块，所述的有机物分析模块通过对有机化合物组分数据进行分析，选择能够降解有机化合物组分的微生物种类，并通过驱动控制模块触发胶囊投放设备9向微生物反应池7内投放对应种类的微生物胶囊。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种基于区块链的工业废水处理系统，其特征在于，包括：PH值监测器(1)、化学成分分析仪(2)、废水控制终端(3)、服务器端(4)、电控曝气池(5)；
在各工厂排污口的下游均设置有一废水控制终端(3)，所述的废水控制终端(3)通过管路(6)连通于排污口与电控曝气池(5)之间，各废水控制终端(3)均通过无线传输方式与服务器端(4)进行数据交互，用于根据服务器端(4)发送的指令控制排污口的开闭；
所述的PH值监测器(1)和化学成分分析仪(2)设置于排污口处，分别用于监测各工厂所排废水的PH值和化学组分，并将生成的监测信号通过废水控制终端(3)发送至服务器端(4)；
所述的服务器端(4)与电控曝气池(5)电性连接，用于将接收到的监测信号进行处理后生成能够识别的监测数据，并将监测数据输入至已训练的执行策略模型中，计算获得各工厂排污口的开闭执行策略和电控曝气池(5)的净化处理策略，并利用该开闭执行策略和净化处理策略分别控制废水控制终端(3)及电控曝气池(5)的运行，所述的执行策略模型利用系统在调试阶段记录的大量运行数据和监测数据进行模型训练，所述的开闭执行策略包括：各工厂排污口的开启时间、开启时长、废水流速的设定，所述的净化处理策略包括为完成废水中和反应需电控曝气池(5)执行的操作工序；
所述的废水控制终端(3)与服务器端(4)上均设置有区块数据传输器(20)，所有的区块数据传输器(20)均连接于同一网络，所述的区块数据传输器(20)用于建立安全共识机制，各区块数据传输器(20)按照安全共识机制进行数据交互以形成区块链，同时对发送和接收的数据分别执行加密和解密操作；
所述的区块数据传输器(20)包括：共识机制建立模块、智能合约建立模块、加密模块、解密模块和数据传输模块；
所述的共识机制建立模块以自身所在的区块数据传输器作为一个区块，为区块设定安全信息作为区块资源，使得各区块按照该区块资源相互识别，以达成区块之间的安全共识；
所述的智能合约建立模块用于自定义安全门限β作为智能合约的触发条件，并设定仅当各区块资源的安全评分均不低于所述安全门限β时，允许该智能合约建立模块自身所在的区块数据传输器与网络上其余区块数据传输器进行数据交互；
所述的加密模块利用设定的公钥对需要发送的数据进行加密，生成密文数据；
所述的解密模块利用设定的私钥对接收到的密文数据进行解密，生成明文数据；
所述数据传输模块的一端通过CAN总线连接于网络上，其另一端与加密模块、解密模块连接，用于将加密模块输出的密文数据发送至网络，将从网络接收的密文数据发送至解密模块。
2.根据权利要求1所述基于区块链的工业废水处理系统，其特征在于，所述的服务器端(4)包括：信号处理模块、执行策略生成模块、数据存储模块、驱动控制模块；
所述的信号处理模块用于接收废水控制终端(3)输出的监测信号，并将监测信号进行处理，生成供执行策略生成模块识别的监测数据；
所述的执行策略生成模块内设置有执行策略模型，用于接收信号处理模块输出的监测数据，并通过模型运算获得各工厂排污口的开闭执行策略和电控曝气池(5)的净化处理策略，所述的运行数据包括废水控制终端(3)和电控曝气池(5)实时执行的操作数据，所述的监测数据包括中和反应后电控曝气池(5)内废水的PH和化学组分测量值，该运行数据和监测数据记录于数据存储模块内；
所述的驱动控制模块用于将获得的开闭执行策略转换成对应的排污口开闭控制指令，并发送至废水控制终端(3)，所述的废水控制终端(3)通过设置的电磁阀控制排污口的开闭及其开口的横截面积；
所述的驱动控制模块还用于将获得的净化处理策略转换成对应的电控曝气池(5)操作指令，并发送至电控曝气池(5)。
3.根据权利要求2所述基于区块链的工业废水处理系统，其特征在于，所述的信号处理模块包括：A/D转换器、信号放大器和滤波器，用于将废水控制终端(3)输出的监测信号依次进行模数转换、放大和滤波处理。
4.根据权利要求2所述基于区块链的工业废水处理系统，其特征在于，所述的电控曝气池(5)包括：反应池(10)、第一进液管(11)、第二进液管(12)、多通电磁阀(13)、进水管(14)、排液管(15)、机架(16)、驱动电机(17)、搅拌桨(18)和转轴(19)；
所述的第一进液管(11)与第二进液管(12)对称设置于反应池(10)的顶部，分别用于向反应池(10)内输送酸性废水和碱性废水，两个进液管的末端均通过设置的多通电磁阀(13)与若干个工厂排污口相通的管路(6)并联，所述的多通电磁阀(13)的信号输入端与驱动控制模块连接，通过驱动控制模块发送的指令控制各管路(6)与进液管连通，所述的进水管(14)设置于反应池(10)的侧壁上，用于向反应池(10)内注水，该进水管(14)上设置有电子阀门，所述电子阀门的信号输入端与驱动控制模块连接，通过驱动控制模块发送的指令控制该电子阀门开闭，所述的排液管(15)设置于反应池(10)的底部，用于排出经中和反应后的废水，所述的机架(16)设置于反应池(10)的上方，用于搭载驱动电机(17)，所述的驱动电机(17)架设于机架(16)上，该驱动电机(17)的信号输入端与驱动控制模块连接，通过驱动控制模块发送的指令控制其转动，所述驱动电机(17)的动力输出端设置有转轴(19)，该转轴(19)的底端沿机架(16)穿设至反应池(10)内，并连接有搅拌桨(18)。
5.根据权利要求4所述基于区块链的工业废水处理系统，其特征在于，所述的服务器端(4)还包括反应监测模块，所述的反应池(10)内还设置有若干个PH值监测器(1)和化学成分分析仪(2)，该PH值监测器(1)和化学成分分析仪(2)的信号输出端与反应监测模块连接，分别实时采集反应池(10)内经中和反应后废水的PH值和剩余化学组分，并将采集得到的化学反应数据发送至反应监测模块，所述的反应监测模块用于对接收到的化学反应数据进行分析，生成二次反应执行策略，并由驱动控制模块按该二次反应执行策略控制电控曝气池(5)的运行，所述的二次反应执行策略包括为完成二次中和反应所需要的补水量和废水注入量。
6.根据权利要求1所述基于区块链的工业废水处理系统，其特征在于，还包括微生物反应池(7)、液相色谱仪(8)和胶囊投放设备(9)；
所述的微生物反应池(7)通过管路(6)与电控曝气池(5)连通，用于收集电控曝气池(5)输出的废水，所述液相色谱仪(8)的探针插入至微生物反应池(7)的水体内，其信号输出端与有机物分析模块连接，用于水体采样并从水体样本中分离、分析、纯化有机化合物，以获得有机化合物组分数据，并将有机化合物组分数据发送至有机物分析模块，所述的胶囊投放设备(9)内分类存放有不同种类的微生物胶囊，其信号输入端与驱动控制模块连接；
所述的服务器端(4)还包括有机物分析模块，所述的有机物分析模块通过对有机化合物组分数据进行分析，选择能够降解有机化合物组分的微生物种类，并通过驱动控制模块触发胶囊投放设备(9)向微生物反应池(7)内投放对应种类的微生物胶囊。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810751533.1A CN108862863A (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 一种基于区块链的工业废水处理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810751533.1A CN108862863A (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 一种基于区块链的工业废水处理系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108862863A true CN108862863A (zh) | 2018-11-23 |
Family
ID=64300626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810751533.1A Withdrawn CN108862863A (zh) | 2018-07-10 | 2018-07-10 | 一种基于区块链的工业废水处理系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108862863A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108793289A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-13 | 刘守凯 | 一种智能化的工业废水处理系统 |
| CN108821425A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-16 | 李泓 | 一种基于大数据的污水处理方法 |
| CN108862549A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-23 | 李泓 | 一种基于人工智能的污水处理系统 |
| CN108862550A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-23 | 李泓 | 一种基于大数据的企业污水处理系统及方法 |
| CN110002682A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-12 | 信阳农林学院 | 一种生物化学制药工程废水净化系统 |
| CN110572472A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-13 | 许昌中科森尼瑞技术有限公司 | 基于区块链的马达保护器远程访问控制系统、方法、介质 |
| CN110987977A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 中国热带农业科学院农业机械研究所 | 一种智能伺服电缸式纯化分离控制系统及方法 |
| CN111435242A (zh) * | 2019-01-15 | 2020-07-21 | 费希尔-罗斯蒙特系统公司 | 用于根据从通用源获得的不可信数据源的系统进行安全计量的系统 |
| CN112671920A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-16 | 杭州中科先进技术研究院有限公司 | 一种基于区块链的污水自动化控制方法 |
| WO2022235968A1 (en) * | 2021-05-05 | 2022-11-10 | OriginClear, Inc. | System and method for water treatment incentive |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106249676A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-12-21 | 浙江美纳环保科技有限公司 | 一种基于互联网的水污染治理设施监控系统及其方法 |
| CN106830515A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-13 | 安徽汇宇石大化工科技有限公司 | 一种用于化工污水处理的智能管控系统 |
| CN106865912A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-06-20 | 盐城工学院 | 污水处理控制方法及系统 |
| CN107342858A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-11-10 | 武汉凤链科技有限公司 | 一种基于可信环境的智能合约保护方法和系统 |
| CN108111312A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-01 | 电子科技大学 | 一种基于区块链的智能终端安全通信方法 |
| WO2018124286A1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 株式会社ウェルシィ | 遠隔監視システム、遠隔監視方法、遠隔監視プログラム、画像作成装置、画像作成方法、及び画像作成プログラム |
-
2018
- 2018-07-10 CN CN201810751533.1A patent/CN108862863A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106249676A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-12-21 | 浙江美纳环保科技有限公司 | 一种基于互联网的水污染治理设施监控系统及其方法 |
| WO2018124286A1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 株式会社ウェルシィ | 遠隔監視システム、遠隔監視方法、遠隔監視プログラム、画像作成装置、画像作成方法、及び画像作成プログラム |
| CN106830515A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-13 | 安徽汇宇石大化工科技有限公司 | 一种用于化工污水处理的智能管控系统 |
| CN106865912A (zh) * | 2017-04-11 | 2017-06-20 | 盐城工学院 | 污水处理控制方法及系统 |
| CN107342858A (zh) * | 2017-07-05 | 2017-11-10 | 武汉凤链科技有限公司 | 一种基于可信环境的智能合约保护方法和系统 |
| CN108111312A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-06-01 | 电子科技大学 | 一种基于区块链的智能终端安全通信方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108793289A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-13 | 刘守凯 | 一种智能化的工业废水处理系统 |
| CN108821425A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-16 | 李泓 | 一种基于大数据的污水处理方法 |
| CN108862549A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-23 | 李泓 | 一种基于人工智能的污水处理系统 |
| CN108862550A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-23 | 李泓 | 一种基于大数据的企业污水处理系统及方法 |
| CN111435242A (zh) * | 2019-01-15 | 2020-07-21 | 费希尔-罗斯蒙特系统公司 | 用于根据从通用源获得的不可信数据源的系统进行安全计量的系统 |
| CN110002682A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-12 | 信阳农林学院 | 一种生物化学制药工程废水净化系统 |
| CN110002682B (zh) * | 2019-04-23 | 2022-01-28 | 信阳农林学院 | 一种生物化学制药工程废水净化系统 |
| CN110572472A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-13 | 许昌中科森尼瑞技术有限公司 | 基于区块链的马达保护器远程访问控制系统、方法、介质 |
| CN110987977A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-10 | 中国热带农业科学院农业机械研究所 | 一种智能伺服电缸式纯化分离控制系统及方法 |
| CN112671920A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-04-16 | 杭州中科先进技术研究院有限公司 | 一种基于区块链的污水自动化控制方法 |
| WO2022235968A1 (en) * | 2021-05-05 | 2022-11-10 | OriginClear, Inc. | System and method for water treatment incentive |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108862863A (zh) | 一种基于区块链的工业废水处理系统 | |
| CN108793289A (zh) | 一种智能化的工业废水处理系统 | |
| CN108821425A (zh) | 一种基于大数据的污水处理方法 | |
| CN108862550A (zh) | 一种基于大数据的企业污水处理系统及方法 | |
| CN108862549A (zh) | 一种基于人工智能的污水处理系统 | |
| CN106249676B (zh) | 一种基于互联网的水污染治理设施监控系统及其方法 | |
| CN109879474A (zh) | 动态调节式污水工况处理系统 | |
| CN110386721A (zh) | 电镀废水精准化综合处理管理系统及其实现方法 | |
| CN104150652B (zh) | 一种化工园区集中污水处理厂进水监控调节系统及方法 | |
| JPH1157731A (ja) | 浄水処理方法および浄水処理設備 | |
| CN204803110U (zh) | 一种基于物联网的自动污水分配净化系统 | |
| CN217600507U (zh) | 可远程控制的油田全自动水质监测处理系统 | |
| Štirbanović et al. | Comparative MCDM analysis for AMD treatment method selection | |
| DE102011078824A1 (de) | System und Verfahren zur Qualitätsüberwachung eines Mediums in einem Versorgungsnetz | |
| CN101314494A (zh) | 一种处理含重金属离子废水的自动投药控制方法及其装置 | |
| Nativio et al. | Risk assessment methods for water resource recovery for the production of bio-composite materials: Literature review and future research directions | |
| Mahmoud et al. | Advances in artificial intelligence applications in sustainable water remediation | |
| Fedorchenko et al. | Towards the testbed and dataset for analysis of water treatment systems security | |
| CN108646609A (zh) | 一种养殖业污水智能处理系统 | |
| CN105807668A (zh) | 废水达标排放刚性监控管理系统 | |
| CN203382528U (zh) | 一种化工园区企业废水的收集与监测系统 | |
| CN108911392A (zh) | 用于水产养殖废水处理的管控系统 | |
| CN108862851A (zh) | 用于水产养殖废水处理的管控系统 | |
| CN114314757A (zh) | 一种用于反渗透浓水脱硫工艺监测系统 | |
| CN109062106A (zh) | 工业循环水用远程监控方法及其系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20190301 Address after: 102600 No. 11 Lian Lane, Liyuan Village, Huangcun Town, Daxing District, Beijing Applicant after: Du Hai Address before: 066000 No. 108, Group 6, South Sijie Road, Changli Town, Changli County, Qinhuangdao City, Hebei Province Applicant before: Li Rong Applicant before: Xuan Tao Applicant before: Zhang Xiaona |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20181123 |