CN109901542B - 一种基于物联网的污水处理方法、云平台及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的污水处理方法、云平台及系统，其中方法包括步骤S1：接收各污水排放口的污水水质、流量和流速，并结合对应排放口与预处理环节之间的距离得到污水到达时间，并将污水水质、流量和到达时间作为输入向量；步骤S2：将输入向量输入至第一模型中，得到第一模型的输出的控制矩阵，其中，所述控制矩阵由多个按照时间排序的控制向量组成，所述控制向量由对应时刻预处理环节中各工序的加料量组成；步骤S3：将所述控制矩阵发送至预处理环节的控制器以控制各工序。与现有技术相比，本发明在排污口的安装的基于物联网水质传感器和流量传感器，这样结合到达时间，可以提供更为准确的控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种，尤其是涉及一种基于物联网的污水处理方法、云平台及系统。
背景技术
近年来，随着我国工业化和城市化的进程，水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。采用污水回用技术不但可以节约大量的新水，还可以大幅度减少污水的排放，因而成为节水减排的重点。
目前污水回用技术通常采用“双膜”法(超滤或微滤+反渗透)水处理工艺对污水进行深度处理，其原理是将外排污水经过由超滤膜与反渗透膜一起构成的“双膜”系统处理后再排出以供锅炉或循环水系统使用，具有出水水质好、易于实现自控、占地面积小、节水环保等特点。由于外排污水的水质不满足“双膜”系统对进水水质的要求，通常需要将外排污水首先进行预处理，通过污水预处理系统将污水中的化学需氧量(COD)、氨氮、悬浮物等污染性杂质大幅度降低之后，再经UF或MF来进一步降低污水中COD、悬浮物和微生物。
但是，在这种组合工艺的实际使用中发现大部分装置运行并不稳定，容易受到污水进水水质波动的影响，造成膜污染较快、使用寿命较短、出水水质不稳定等严重问题，使得“双膜”系统遭受冲击。同时，该现有污水预处理工艺步骤繁多、运行费用极高，每吨污水预处理综合费用约50～100元，并且产能极低，且污水预处理设备维修率高，维修费用大，严重制约了污水处理行业的发展，增加了地方财政支出。
对于污水处理的结果，一般通过在处理后设置水质监测模块实现，例如中国专利CN109553173A公开了一种污水处理系统，具体涉及基于PLC的小型污水处理系统，包括PLC和摄像头，与PLC相连的用于检测系统故障的故障检测模块，与PLC相连的用于根据故障检测模块检测结果进行断电保护的断电保护模块，与PLC相连的用于无线通信的无线通信模块，与无线通信模块相连的用于检测处理后水质的水质检测模块，摄像头拍摄的监控视频经视频编码器编码后通过无线通信模块发送给PLC，与无线通信模块相连的用于显示水质检测模块检测结果及监控视频的手持终端；但是上述污水处理系统没有对于进入污水处理环节的污水信息进行检测，虽然现有的净水机中一般都有相关的进水水质检测传感器和出水水质检测传感器，但是其往往是设置在净水模块的入口处，与处理环节太近，因此无法将该思路应用于污水处理系统。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于物联网的污水处理方法、云平台及系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于物联网的污水处理方法，包括：
步骤S1：接收各污水排放口的污水水质、流量和流速，并结合对应排放口与预处理环节之间的距离得到污水到达时间，并将污水水质、流量和到达时间作为输入向量；
步骤S2：将输入向量输入至第一模型中，得到第一模型的输出的控制矩阵，其中，所述控制矩阵由多个按照时间排序的控制向量组成，所述控制向量由对应时刻预处理环节中各工序的加料量组成；
步骤S3：将所述控制矩阵发送至预处理环节的控制器以控制各工序。
步骤S4：接收预处理环节输出端的水质，判断当前预处理环节输出端的水质与目标水质的差距是否超过设定误差，若为是，则基于当前预处理环节输出端的水质与目标水质修正第一模型。
相邻控制向量的时间间隔为5～15分钟。
一种基于物联网的污水处理云平台，包括处理器、存储器以及由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
步骤S1：接收各污水排放口的污水水质、流量和流速，并结合对应排放口与预处理环节之间的距离得到污水到达时间，并将污水水质、流量和到达时间作为输入向量；
步骤S2：将输入向量输入至第一模型中，得到第一模型的输出的控制矩阵，其中，所述控制矩阵由多个按照时间排序的控制向量组成，所述控制向量由对应时刻预处理环节中各工序的加料量组成；
步骤S3：将所述控制矩阵发送至预处理环节的控制器以控制各工序。
步骤S4：接收预处理环节输出端的水质，判断当前预处理环节输出端的水质与目标水质的差距是否超过设定误差，若为是，则基于当前预处理环节输出端的水质与目标水质修正第一模型。
一种基于物联网的污水处理系统，包括预处理环节，还包括云平台和多个分别设于各污水排放口处的前置传感器组，所述前置传感器组包括水质传感器和水流量传感器。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)在排污口的安装的基于物联网水质传感器和流量传感器，实时向云端计算平台传输污水的基本数据，云端计算平台通过这些数据计算出污水到达处理厂时间、单位流量与水质状况，开启最优化的污水预处理装置与工序。
2)安装在预处理工序后的水质传感器与流量传感器，实时向云端计算平台传输预处理污水之后的基本数据，云端计算平台通过这些数据校正前期参数，修正预处理模型。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的实现框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种基于物联网的污水处理方法，如图1和图2所示，包括：
步骤S1：接收各污水排放口的污水水质、流量和流速，并结合对应排放口与预处理环节之间的距离得到污水到达时间，并将污水水质、流量和到达时间作为输入向量；
步骤S2：将输入向量输入至第一模型中，得到第一模型的输出的控制矩阵，其中，控制矩阵由多个按照时间排序的控制向量组成，控制向量由对应时刻预处理环节中各工序的加料量组成；其中的第一模型可以采用卷积神经网络，由于本申请的改进点不在于此，因此不再赘述。
步骤S3：将控制矩阵发送至预处理环节的控制器以控制各工序。
步骤S4：接收预处理环节输出端的水质，判断当前预处理环节输出端的水质与目标水质的差距是否超过设定误差，若为是，则基于当前预处理环节输出端的水质与目标水质修正第一模型。
相邻控制向量的时间间隔为5～15分钟。
上述方法通过计算机系统实现，具体为一种基于物联网的污水处理云平台，包括处理器、存储器以及由处理器执行的程序，处理器执行该程序。
具体实施时，上述云平台与多个组成污水处理系统，其中前置传感器组包括水质传感器和水流量传感器，且各前置传感器组分别设于各污水排放口处
云平台计算平台负责接收不同位置传感器传送的数据，结合预置的程序调动预处理工序，正前期参数，修正预处理模型。物联网传感器传送实时的数据到云计算平台。
预处理环节的控制器每隔一段时间就会接收到由云平台发送的控制矩阵，此时，其会更新控制矩阵，即用新的控制矩阵代替原先的控制矩阵，除了上述方式外，预处理环节的控制器还会通过控制矩阵计算各物料的消耗量，然后比对剩余量，当不足时会提示补充物料。
Claims (9)
1.一种基于物联网的污水处理方法，其特征在于，包括：
步骤S1：接收各污水排放口的污水水质、流量和流速，并结合对应排放口与预处理环节之间的距离得到污水到达时间，并将污水水质、流量和到达时间作为输入向量；
步骤S2：将输入向量输入至第一模型中，得到第一模型的输出的控制矩阵，其中，所述控制矩阵由多个按照时间排序的控制向量组成，所述控制向量由对应时刻预处理环节中各工序的加料量组成，所述第一模型为采用卷积神经网络；
步骤S3：将所述控制矩阵发送至预处理环节的控制器以控制各工序。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的污水处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤S4：接收预处理环节输出端的水质，判断当前预处理环节输出端的水质与目标水质的差距是否超过设定误差，若为是，则基于当前预处理环节输出端的水质与目标水质修正第一模型。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的污水处理方法，其特征在于，相邻控制向量的时间间隔为5～15分钟。
4.一种基于物联网的污水处理云平台，其特征在于，包括处理器、存储器以及由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
步骤S1：接收各污水排放口的污水水质、流量和流速，并结合对应排放口与预处理环节之间的距离得到污水到达时间，并将污水水质、流量和到达时间作为输入向量；
步骤S2：将输入向量输入至第一模型中，得到第一模型的输出的控制矩阵，其中，所述控制矩阵由多个按照时间排序的控制向量组成，所述控制向量由对应时刻预处理环节中各工序的加料量组成，所述第一模型为采用卷积神经网络；
步骤S3：将所述控制矩阵发送至预处理环节的控制器以控制各工序。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的污水处理云平台，其特征在于，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：
步骤S4：接收预处理环节输出端的水质，判断当前预处理环节输出端的水质与目标水质的差距是否超过设定误差，若为是，则基于当前预处理环节输出端的水质与目标水质修正第一模型。
6.根据权利要求4所述的一种基于物联网的污水处理云平台，其特征在于，相邻控制向量的时间间隔为5～15分钟。
7.一种基于物联网的污水处理系统，包括预处理环节，其特征在于，还包括云平台和多个分别设于各污水排放口处的前置传感器组，所述前置传感器组包括水质传感器和水流量传感器，所述云平台包括处理器、存储器以及由所述处理器执行的程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
步骤S1：接收各污水排放口的污水水质、流量和流速，并结合对应排放口与预处理环节之间的距离得到污水到达时间，并将污水水质、流量和到达时间作为输入向量；
步骤S2：将输入向量输入至第一模型中，得到第一模型的输出的控制矩阵，其中，所述控制矩阵由多个按照时间排序的控制向量组成，所述控制向量由对应时刻预处理环节中各工序的加料量组成，所述第一模型为采用卷积神经网络；
步骤S3：将所述控制矩阵发送至预处理环节的控制器以控制各工序。
8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的污水处理系统，其特征在于，所述处理器执行所述程序时还实现以下步骤：
步骤S4：接收预处理环节输出端的水质，判断当前预处理环节输出端的水质与目标水质的差距是否超过设定误差，若为是，则基于当前预处理环节输出端的水质与目标水质修正第一模型。
9.根据权利要求7所述的一种基于物联网的污水处理系统，其特征在于，相邻控制向量的时间间隔为5～15分钟。
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