CN111717943A - 多组分污水均质调节的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多组分污水均质调节方法，涉及环境保护技术领域，该方法包括：检测每个一级均质调节池的水质指标和进水流量；确定每个一级均质调节池的出水流量的多个限制条件；根据水质指标和进水流量，得到预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标；判断预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标与多个一级均质调节池中水质指标最小值以及水质指标最大值的大小关系；基于多个限制条件，根据大小关系、预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、每个一级均质调节池的水质指标、每个一级均质调节池的最高出水流量和/或每个一级均质调节池的最低出水流量，控制每个一级均质调节池的出水流量。

Description

多组分污水均质调节的方法

技术领域

本发明涉及环境保护，具体地涉及多组分污水均质调节方法。

背景技术

现有的污水处理的工艺通常以生化为主，具体的流程为“均质调节-预处理-生化-后处理”。预处理乃至生化单元的平稳运行很大程度上依赖于均质调节池的削峰填谷作用。化工厂或化工园区的污水通常由多股污水组成，通常各股污水均设置储水池，当储水池中污水达到一定容积时将污水排放至均质调节池。然而每股污水的水量和水质随时间不断变化(各股污水中污染物峰值和低值交替出现)，且何时将各股污水排放至均质调节池依靠人为确定，经常造成污水中污染物峰值相加或低值相加，造成均质调节效果差，对后续工艺段产生影响。如何将污水进行有效的均质调节是目前亟待解决的问题。随着自动控制技术和人工智能的发展结合，污水处理智能化将成为未来的发展方向。但现在在污水处理过程中进行智能化自动均质调节，实现稳定水质的方法上仍是空白。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种多组分污水均质调节方法，该多组分污水均质调节方法可以对多股污水进行自动、有效地均质调节。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种多组分污水均质调节方法，该方法基于多个一级均质调节池和二级均质调节池，所述多个一级均质调节池的每个一级均质调节池的污水进入所述二级均质调节池，该方法包括：检测所述每个一级均质调节池的水质指标和进水流量；确定所述每个一级均质调节池的出水流量的多个限制条件；根据所述每个一级均质调节池的水质指标和进水流量，得到预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标；判断所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标与所述多个一级均质调节池中水质指标最小值以及水质指标最大值的大小关系作为第一大小关系；基于所述多个限制条件，根据所述第一大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标、所述每个一级均质调节池的最高出水流量和/或所述每个一级均质调节池的最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量。

优选地，该方法还包括：检测所述每个一级均质调节池的液位；所述多个出水限制条件包括：

其中，i为1至一级均质调节池的最大数量中的整数，X_i为第i个一级均质调节池的出水流量，L_i为第i个一级均质调节池的液位，所述F_i为第i个一级均质调节池的进水流量，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，

为第i个一级均质调节池的最高液位。

优选地，进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标通过以下公式得到：

其中，D^*为进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，T为预设时间，F_i(s)为s时刻第i个一级均质调节池的进水流量，D_i(s)为s时刻第i个一级均质调节池的水质指标。

优选地，根据所述第一大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标、所述每个一级均质调节池的最高出水流量和/或所述每个一级均质调节池的最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量包括：在所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标小于所述多个一级均质调节池中水质指标最小值或大于所述多个一级均质调节池中水质指标最大值时，控制所述每个一级均质调节池的出水流量为最低出水流量；在所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标大于等于所述多个一级均质调节池中水质指标最小值且小于等于所述多个一级均质调节池中水质指标最大值时，根据所述每个一级均质调节池的最高出水流量和所述每个一级均质调节池的水质指标得到所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标；判断所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标与所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标的大小关系作为第二大小关系；根据所述第二大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标、所述每个一级均质调节池的最高出水流量和/或所述每个一级均质调节池的最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量。

优选地，根据所述第二大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标和所述每个一级均质调节池的最高出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量包括：在所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标与所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标相等时，控制所述每个一级均质调节池的出水流量为最高出水流量。

优选地，根据所述第二大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标、所述每个一级均质调节池的最高出水流量和所述每个一级均质调节池的最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量包括：在所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标大于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，设置计数变量S为所述多个一级均质调节池的个数；根据水质指标的大小，将所述多个一级均质调节池从小到大排序；找到m，使所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标大于第m个一级均质调节池的水质指标且小于第m+1个一级均质调节池的水质指标；根据第1个至第S-1个一级均质调节池的最高出水流量、第S个至最后一个一级均质调节池的最低出水流量以及所述每个一级均质调节池的水质指标得到第一中间平均水质指标；在所述第一中间平均水质指标大于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，且所述计数变量S大于m时，设置计数变量S减1并重复上述步骤，直到当前设置的计数变量S小于等于m或所述第一中间平均水质指标小于等于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，根据当前设置的计数变量S、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标和/或所述每个一级均质调节池的最高出水流量和最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量。

优选地，根据所述第二大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标、所述每个一级均质调节池的最高出水流量和所述每个一级均质调节池的最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量包括：在所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标小于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，设置计数变量为1；根据水质指标的大小，将所述多个一级均质调节池从小到大排序；找到m，使所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标大于第m个一级均质调节池的水质指标且小于第m+1个一级均质调节池的水质指标；根据第1个至第S个一级均质调节池的最低出水流量、第S+1个至最后一个一级均质调节池的最高出水流量以及所述每个一级均质调节池的水质指标得到第二中间平均水质指标；在所述第二中间平均水质指标小于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，且所述计数变量S小于m时，设置计数变量S加1并重复上述步骤，直到当前设置的计数变量S大于等于m或所述第一中间平均水质指标大于等于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，根据当前设置的计数变量S、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标和/或所述每个一级均质调节池的最高出水流量和最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量。

优选地，所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标通过下式得到：

其中，

为所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，D_i为第i个一级均质调节池的水质指标。

优选地，所述每个一级均质调节池的出水流量通过下式得到：

其中，S^order为排序后第S个一级均质调节池，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，X_i ^min第i个一级均质调节池的最低出水流量，D^*为所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，D_i为第i个一级均质调节池的水质指标。

优选地，所述每个一级均质调节池的出水流量通过下式得到：

其中，S^order为排序后第S个一级均质调节池，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，X_i ^min第i个一级均质调节池的最低出水流量，D^*为所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，D_i为第i个一级均质调节池的水质指标。

通过上述技术方案，采用本发明提供的多组分污水均质调节方法，通过检测每个一级均质调节池的水质指标和进水流量，得到预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，接着判断预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标与多个一级均质调节池中水质指标最小值以及水质指标最大值的大小关系，从而根据大小关系的不同，利用检测得到的数据和已有数据控制每个一级均质调节池的出水流量。本发明可以依靠自动化技术和人工智能算法的有机结合，针对化工厂或化工园区多股污水进行自动、有效地均质调节。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的多组分污水均质调节方法的流程图；

图2是本发明另一实施例提供的多组分污水均质调节方法的流程图；

图3是本发明另一实施例提供的多组分污水均质调节方法的流程图；

图4A是一级均质调节池的入水流量示意图；

图4B是一级均质调节池的COD浓度示意图；

图4C是直接混合污水后的COD浓度示意图；

图4D是通过本发明的方法和装置进行污水混合后的COD浓度示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1是本发明一实施例提供的多组分污水均质调节方法的流程图。如图1所示，该方法基于多个一级均质调节池和二级均质调节池，所述多个一级均质调节池的每个一级均质调节池的污水进入所述二级均质调节池，该方法包括：

步骤S11，检测每个一级均质调节池的水质指标和进水流量；

步骤S12，确定每个一级均质调节池的出水流量的多个限制条件；

步骤S13，根据每个一级均质调节池的水质指标和进水流量，得到预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标；

步骤S14，判断预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标与多个一级均质调节池中水质指标最小值以及水质指标最大值的大小关系作为第一大小关系；

步骤S15，基于多个限制条件，根据第一大小关系、预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、每个一级均质调节池的水质指标、每个一级均质调节池的最高出水流量和/或每个一级均质调节池的最低出水流量，控制每个一级均质调节池的出水流量。

根据化工厂或化工园区的污水来源，将其分为多股污水，每股污水均设有一级均质调节池。例如某化工厂共有N股污水，设置一级均质调节池1、一级均质调节池2、…一级均质调节池N。一级均质调节池用来暂存污水，污水最终混合到二级均质调节池。

在一级均质调节池中设置在线水质分析仪和流量计，实时记录污水进水水质指标(如化学需氧量COD等)和进水流量，一级均质调节池上设置有液位计用以标定一级均质调节池的污水储量。一级均质调节池后设置有电动蝶阀和流量计。电动蝶阀用于调节进入二级均质调节池的污水流量。流量计用以记录进入二级均质调节池的污水流量。二级均质调节池后安装在线水质分析仪、流量计和电动蝶阀。在线水质分析仪用以监测进入后续工艺段的水质(如化学需氧量COD等)。流量计用以记录进入后续工艺段的污水流量。电动蝶阀用于调节进入后续工艺段的污水流量。二级均质池中的在线水质分析仪、流量计、电动蝶阀和可编程控制器(PLC)相连。

本发明实施例中，为了实现更有效地均质调节的目的，应使二级均质调节池的污水的水质指标变化较小，最佳的情况是二级均质调节池的污水的水质指标能一直保持在平均水质指标不变。由于一级均质调节池的污水进入二级均质调节池，因此在时间足够长时，进入一级均质调节池的污水量与进入二级均质调节池的污水量是相同的，也可以说进入一级均质调节池的总的水质指标与进入二级均质调节池的总的水质指标相同。于是，在无法得知污水如何进入二级均质调节池的情况下，本发明采用预定时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标作为所述二级均质调节池的污水的平均水质指标。

二级均质调节池的污水的水质指标是由多个一级均质调节池排出的污水的水质指标决定的，因此，可以通过控制多个一级均质调节池排出的污水的水质指标，从而控制二级均质调节池的污水的水质指标。如上所述，要想使二级均质调节池的污水的水质指标保持平均水质指标尽量不变，就需要控制多个一级均质调节池排出的污水的平均水质指标尽量接近于二级均质调节池的污水的平均水质指标。并且，各一级均质调节池的污水的水质指标有可能均不相同，因此可以通过控制各一级均质调节池的污水的出水流量，来调节各一级均质调节池排出的污水在混合后的污水中所占的比重，从而控制多个一级均质调节池排出的污水的平均水质指标。

本发明的调节方法根据每个时刻实时采集的数据和历史数据，动态计算各个一级均质池的出水流量，并将此控制信号传递给可编程控制器，从而实时控制一级均质调节池的电动蝶阀，使得进入二级均质池的污水水质指标达到平稳状态。

综上，本发明实施例通过控制每个一级均质调节池的出水流量就可以实现更有效地均质调节，具体地，每个一级均质调节池的出水流量的计算方式如下：

首先检测所述每个一级均质调节池的水质指标和进水流量。

接着，可以根据每个一级均质调节池的液位设定多个限制条件，同时检测每个一级均质调节池的液位，以便获知当前应该满足哪种限制条件。该多个限制条件包括：

其中，i为1至一级均质调节池的最大数量中的整数，X_i为第i个一级均质调节池的出水流量，L_i为第i个一级均质调节池的液位，所述F_i为第i个一级均质调节池的进水流量，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，

为第i个一级均质调节池的最高液位。

然后，通过以下公式得到进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标(也即二级均质调节池的污水的平均水质指标)：

其中，D^*为进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，T为预设时间，F_i(s)为s时刻第i个一级均质调节池的进水流量，D_i(s)为s时刻第i个一级均质调节池的水质指标。

那么，接下来问题变为在已经求解得到进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标D^*的情况下，使多个一级均质调节池排出的污水的平均水质指标

尽量接近进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标D^*。即：

本发明实施例采用的方法为判断D^*与多个一级均质调节池中水质指标最小值以及水质指标最大值的大小关系作为第一大小关系；随后基于多个限制条件，根据第一大小关系、预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、每个一级均质调节池的水质指标、每个一级均质调节池的最高出水流量和/或每个一级均质调节池的最低出水流量，控制每个一级均质调节池的出水流量。具体如下文详述。

图2是本发明另一实施例提供的多组分污水均质调节方法的流程图。如图2所示，该方法还包括：

步骤S21，判断在预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标是否大于等于多个一级均质调节池中水质指标最小值且小于等于最大值；

步骤S22，在预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标小于多个一级均质调节池中水质指标最小值或大于多个一级均质调节池中水质指标最大值时，控制每个一级均质调节池的出水流量为最低出水流量；

步骤S23，在预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标大于等于多个一级均质调节池中水质指标最小值且小于等于多个一级均质调节池中水质指标最大值时，根据每个一级均质调节池的最高出水流量和每个一级均质调节池的水质指标得到多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标；

步骤S24，判断多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标与预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标的大小关系作为第二大小关系；

步骤S25，根据第二大小关系、预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、每个一级均质调节池的水质指标、每个一级均质调节池的最高出水流量和/或每个一级均质调节池的最低出水流量，控制每个一级均质调节池的出水流量。

在本发明实施例中，通过判断在预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标和多个一级均质调节池中水质指标的关系，出现两种情况：

1、在预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标不在多个一级均质调节池中水质指标最小值到最大值的范围内时，控制每个一级均质调节池的出水流量为最低出水流量。

2、在预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标在多个一级均质调节池中水质指标最小值到最大值的范围内时，通过以下公式计算多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标

其中，

为所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，D_i为第i个一级均质调节池的水质指标。

在得到多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标

之后，判断多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标与预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标的大小关系作为第二大小关系；根据第二大小关系、预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、每个一级均质调节池的水质指标、每个一级均质调节池的最高出水流量和/或每个一级均质调节池的最低出水流量，控制每个一级均质调节池的出水流量。具体如下文详述。

图3是本发明另一实施例提供的多组分污水均质调节方法的流程图。如图3所示，该方法还包括：

步骤S31，判断多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标与预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标是否相等；

步骤S32，在多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标与预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标相等时，控制每个一级均质调节池的出水流量为最高出水流量。

步骤S33，在多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标大于预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，设置计数变量S为多个一级均质调节池的个数；

步骤S34，根据水质指标的大小，将多个一级均质调节池从小到大排序；

步骤S35，找到m，使预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标大于第m个一级均质调节池的水质指标且小于第m+1个一级均质调节池的水质指标；

步骤S36，根据第1个至第S-1个一级均质调节池的最高出水流量、第S个至最后一个一级均质调节池的最低出水流量以及每个一级均质调节池的水质指标得到第一中间平均水质指标；

步骤S37，判断是否第一中间平均水质指标大于预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，且计数变量S大于m；

步骤S38，在第一中间平均水质指标大于预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，且计数变量S大于m时，设置步骤S33的计数变量S减1并重复后续步骤，直到当前设置的计数变量S小于等于m或第一中间平均水质指标小于等于预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，根据当前设置的计数变量S、预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、每个一级均质调节池的水质指标和/或每个一级均质调节池的最高出水流量和最低出水流量，控制每个一级均质调节池的出水流量。

步骤S39，在多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标小于预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，设置计数变量S为1；

步骤S310，根据水质指标的大小，将多个一级均质调节池从小到大排序；

步骤S311，找到m，使预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标大于第m个一级均质调节池的水质指标且小于第m+1个一级均质调节池的水质指标；

步骤S312，根据第1个至第S个一级均质调节池的最低出水流量、第S+1个至最后一个一级均质调节池的最高出水流量以及每个一级均质调节池的水质指标得到第二中间平均水质指标；

步骤S313，判断是否第二中间平均水质指标小于预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，且计数变量S小于m；

步骤S314，在第二中间平均水质指标小于预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，且计数变量S小于m时，设置步骤S39的计数变量S加1并重复后续步骤，直到当前设置的计数变量S大于等于m或第一中间平均水质指标大于等于预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，根据当前设置的计数变量S、预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、每个一级均质调节池的水质指标和/或每个一级均质调节池的最高出水流量和最低出水流量，控制每个一级均质调节池的出水流量。

在本实施例中，通过判断多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标与预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标的关系，出现三种情况：

1、在二者相等时，控制每个一级均质调节池的出水流量为最高出水流量。

2、在多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标大于预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，设置计数变量S为多个一级均质调节池的个数；

接着，根据水质指标的大小，将多个一级均质调节池从小到大排序；

再接着，找到m，使预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标大于第m个一级均质调节池的水质指标且小于第m+1个一级均质调节池的水质指标；

然后，通过以下公式得到第一中间平均水质指标：

其中，S^order为排序后第S个一级均质调节池，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，X_i ^min第i个一级均质调节池的最低出水流量，D^*为所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，D_i为第i个一级均质调节池的水质指标。

如果

并且S>m，则另S＝S-1(即S-1为计数变量)，并重复本步骤；否则通过以下公式得到每个一级均质调节池的出水流量：

其中，S^order为排序后第S个一级均质调节池，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，X_i ^min第i个一级均质调节池的最低出水流量，D^*为所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，D_i为第i个一级均质调节池的水质指标。

3、在多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标小于预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，设置计数变量为1；

接着，根据水质指标的大小，将多个一级均质调节池从小到大排序；

再接着，找到m，使预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标大于第m个一级均质调节池的水质指标且小于第m+1个一级均质调节池的水质指标；

然后，通过以下公式得到第一中间平均水质指标：

其中，S^order为排序后第S个一级均质调节池，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，X_i ^min第i个一级均质调节池的最低出水流量，D^*为所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，D_i为第i个一级均质调节池的水质指标。

根据第1个至第S个一级均质调节池的最低出水流量、第S+1个至最后一个一级均质调节池的最高出水流量以及每个一级均质调节池的水质指标得到第二中间平均水质指标；

如果

并且S<m，则另S＝S+1(即S+1为计数变量)，并重复本步骤；否则通过以下公式得到每个一级均质调节池的出水流量：

其中，S^order为排序后第S个一级均质调节池，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，X_i ^min第i个一级均质调节池的最低出水流量，D^*为所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，D_i为第i个一级均质调节池的水质指标。

通过上述方法计算得到每个一级均质调节池的出水流量需同时满足式(1)的限制条件。

以下将列举示例说明上述方法进行均质调节的技术效果。

图4A是一级均质调节池的入水流量示意图；图4B是一级均质调节池的COD浓度示意图；图4C是直接混合污水后的COD浓度示意图；图4D是通过本发明的方法和装置进行污水混合后的COD浓度示意图。

某炼厂污水处理系统设有四个一级均质池，分别为储存PTA、PET、PX、TPU工序产生的污水，其水质指标为COD(即Chemical Oxygen Demand，化学需氧量，是污水中需要被氧化的还原性物质的量，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数)，四个一级均质池在一周内的进水流量和COD浓度如图4A、图4B所示。未实时排入二级均质池的污水可暂时在一级均质池中存放，每个一级均质池的容量为1000m^3。

通过实时控制一级均质池进入二级均质池的流量，以达到稳定二级均质池中污水COD浓度的目标，二级均质池COD浓度由进入其中的四个一级均质池污水COD浓度决定。若不考虑一级均质池的缓存功能，直接将其污水实时排入二级均质池，则二级均质池中COD浓度将产生较大波动(如图4C所示)。利用本方法提出的优化算法控制一级均质池排出水量，达到稳定二级均质池COD浓度的效果(如图4D所示)。如4A-4D所示，可以明显看出图4D中通过本发明的方法和装置进行污水混合的二级均质调节池的COD浓度的波动明显较图4C中直接进行污水混合的COD浓度更为平缓，实现了更为有效的均质调节的目的。

通过上述技术方案，采用本发明提供的多组分污水均质调节方法，通过检测每个一级均质调节池的水质指标和进水流量，得到预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，接着判断预设时间内进入多个一级均质调节池的污水的平均水质指标与多个一级均质调节池中水质指标最小值以及水质指标最大值的大小关系，从而根据大小关系的不同，利用检测得到的数据和已有数据控制每个一级均质调节池的出水流量。本发明可以依靠自动化技术和人工智能算法的有机结合，针对化工厂或化工园区多股污水进行自动、有效地均质调节。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种多组分污水均质调节方法，其特征在于，该方法基于多个一级均质调节池和二级均质调节池，所述多个一级均质调节池的每个一级均质调节池的污水进入所述二级均质调节池，该方法包括：

检测所述每个一级均质调节池的水质指标和进水流量；

确定所述每个一级均质调节池的出水流量的多个限制条件；

根据所述每个一级均质调节池的水质指标和进水流量，得到预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标；

判断所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标与所述多个一级均质调节池中水质指标最小值以及水质指标最大值的大小关系作为第一大小关系；

基于所述多个限制条件，根据所述第一大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标、所述每个一级均质调节池的最高出水流量和/或所述每个一级均质调节池的最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量。

2.根据权利要求1所述的多组分污水均质调节的方法，其特征在于，该方法还包括：

检测所述每个一级均质调节池的液位；

所述多个出水限制条件包括：

其中，i为1至一级均质调节池的最大数量中的整数，X_i为第i个一级均质调节池的出水流量，L_i为第i个一级均质调节池的液位，所述F_i为第i个一级均质调节池的进水流量，

为第i个一级均质调节池的最高出水流量，

为第i个一级均质调节池的最高液位。

3.根据权利要求1所述的多组分污水均质调节的方法，其特征在于，进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标通过以下公式得到：

其中，D^*为进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，T为预设时间，F_i(s)为s时刻第i个一级均质调节池的进水流量，D_i(s)为s时刻第i个一级均质调节池的水质指标。

4.根据权利要求1所述的多组分污水均质调节的方法，其特征在于，根据所述第一大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标、所述每个一级均质调节池的最高出水流量和/或所述每个一级均质调节池的最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量包括：

在所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标小于所述多个一级均质调节池中水质指标最小值或大于所述多个一级均质调节池中水质指标最大值时，控制所述每个一级均质调节池的出水流量为最低出水流量；

在所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标大于等于所述多个一级均质调节池中水质指标最小值且小于等于所述多个一级均质调节池中水质指标最大值时，

根据所述每个一级均质调节池的最高出水流量和所述每个一级均质调节池的水质指标得到所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标；

判断所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标与所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标的大小关系作为第二大小关系；

根据所述第二大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标、所述每个一级均质调节池的最高出水流量和/或所述每个一级均质调节池的最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量。

5.根据权利要求4所述的多组分污水均质调节的方法，其特征在于，根据所述第二大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标和所述每个一级均质调节池的最高出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量包括：

在所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标与所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标相等时，控制所述每个一级均质调节池的出水流量为最高出水流量。

6.根据权利要求4所述的多组分污水均质调节的方法，其特征在于，根据所述第二大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标、所述每个一级均质调节池的最高出水流量和所述每个一级均质调节池的最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量包括：

在所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标大于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，设置计数变量S为所述多个一级均质调节池的个数；

根据水质指标的大小，将所述多个一级均质调节池从小到大排序；

找到m，使所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标大于第m个一级均质调节池的水质指标且小于第m+1个一级均质调节池的水质指标；

根据第1个至第S-1个一级均质调节池的最高出水流量、第S个至最后一个一级均质调节池的最低出水流量以及所述每个一级均质调节池的水质指标得到第一中间平均水质指标；

在所述第一中间平均水质指标大于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，且所述计数变量S大于m时，设置计数变量S减1并重复上述步骤，直到当前设置的计数变量S小于等于m或所述第一中间平均水质指标小于等于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，根据当前设置的计数变量S、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标和/或所述每个一级均质调节池的最高出水流量和最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量。

7.根据权利要求5所述的多组分污水均质调节的方法，其特征在于，根据所述第二大小关系、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标、所述每个一级均质调节池的最高出水流量和所述每个一级均质调节池的最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量包括：

在所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标小于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，设置计数变量S为1；

根据水质指标的大小，将所述多个一级均质调节池从小到大排序；

找到m，使所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标大于第m个一级均质调节池的水质指标且小于第m+1个一级均质调节池的水质指标；

根据第1个至第S个一级均质调节池的最低出水流量、第S+1个至最后一个一级均质调节池的最高出水流量以及所述每个一级均质调节池的水质指标得到第二中间平均水质指标；

在所述第二中间平均水质指标小于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，且所述计数变量S小于m时，设置计数变量S加1并重复上述步骤，直到当前设置的计数变量S大于等于m或所述第一中间平均水质指标大于等于所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标时，根据当前设置的计数变量S、所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标、所述每个一级均质调节池的水质指标和/或所述每个一级均质调节池的最高出水流量和最低出水流量，控制所述每个一级均质调节池的出水流量。

8.根据权利要求5所述的多组分污水均质调节的方法，其特征在于，所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标通过下式得到：

其中，

为所述多个一级均质调节池的出水流量最大时的平均水质指标，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，D_i为第i个一级均质调节池的水质指标。

9.根据权利要求6所述的多组分污水均质调节的方法，其特征在于，所述每个一级均质调节池的出水流量通过下式得到：

其中，S^order为排序后第S个一级均质调节池，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，X_i ^min第i个一级均质调节池的最低出水流量，D^*为所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，D_i为第i个一级均质调节池的水质指标。

10.根据权利要求7所述的多组分污水均质调节的方法，其特征在于，所述每个一级均质调节池的出水流量通过下式得到：

其中，S^order为排序后第S个一级均质调节池，X_i ^max为第i个一级均质调节池的最高出水流量，X_i ^min第i个一级均质调节池的最低出水流量，D^*为所述预设时间内进入所述多个一级均质调节池的污水的平均水质指标，D_i为第i个一级均质调节池的水质指标。

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