CN113597586A - 用于检测使用用于向废料池中注入氧气的装置的水处理设备中异常的方法 - Google Patents

用于检测使用用于向废料池中注入氧气的装置的水处理设备中异常的方法 Download PDF

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Abstract

一种用于操作水处理设备的方法，该设备配备有用于将含氧气体注入流出物中的装置，该方法包括检测该装置运行中异常的阶段，其特征在于异常检测阶段包括实施以下措施：‑提供表示该装置运行状态的数据，这些数据包括由该装置注入的气体流速的作为时间函数的读数和流过该装置的流体电流/流速的作为时间函数的读数；‑提供了用于获取和处理这些数据的系统，该系统配备有用于处理这些数据的算法，该算法能够执行以下操作：a)执行训练阶段，在该训练阶段期间，该系统获取所述读数，建立所确定的训练时间段内作为由该装置注入的气体流速的函数的流经该装置的电流幅度的变化的曲线，并且定义包含所述曲线的区域/包络，所述区域被认为标出该装置的正常运行；以及b)执行使用该算法的阶段，在该阶段中，该系统实时获取所确定的时间段内作为由该装置注入的气体流速的函数的流经该装置的电流幅度的变化的曲线，并且如果该信号在被认为具有代表性的时间段内偏离所述区域/包络，则有必要得出结论：必须发出警报，例如以请求对该装置进行预测性维护。

Description

用于检测使用用于向废料池中注入氧气的装置的水处理设备 中异常的方法
本发明涉及水处理领域。
更准确地，本发明涉及检测水处理设备的运行中的异常，这些异常与用于向净化池中注入氧气的装置的故障相关。存在于净化池中的生物质使用这种氧气来消耗水中的污染物。
以下文献展示了这种装置的示例：WO 2012160300 A1、EP-995 485、FR-2594112A1。
如同所有的机器人一样，这些注入装置会发生故障。
据本申请人所知，目前没有用于提前检测这种装置中的故障的技术方法：这些设备发生故障时，都“当场”逐一将其解决。
为了防止这种故障，一些提供者提议对这些装置执行定期维护，或甚至定期更换这些装置。然而，这种预防性的维护或更换必定是昂贵的。
因此，本发明旨在提供用于提前检测一些这种故障的新方法，从而使得增加维护间隔时间和装置寿命。
如以下将更详细地解释的，根据本发明的方法包括将由装置注入的气体(含氧气)的流速与流过该装置的电流(即，流体/流出物流速)的幅度进行比较。
附[图1]：为了更好的理解本发明，参考附图1的曲线图，其示出了两个信号：在2016/2017年约1年的给定时间段期间作为时间的函数的氧气流速(2，以m3/h为单位)和流过该装置的电机电流/流体流速(1，以A为单位)。要注意，这些试验是使用诸如上述文献WO2012/160300中所展示的装置进行的。
可以看出，由于这些信号相对嘈杂，很难得出结论，尤其是无法确定该设备中使用的氧气注入装置是否正确运行。
附[图2]和附[图3]：然后决定(参见附图2和附图3)绘制一条新曲线，表示幅度(流过装置的流体流速)，这次不是作为时间的函数，而是作为由该装置注入被处理流体(以m3/h为单位流动)中的氧气的流速的函数。
信号现在更加一致。建议在该信号的基础上执行预测性维护。
由于信号非常一致，因此可以绘制一个区域(图3中的椭圆包络)来标出单元的“正常”运行。
当信号在被认为是重要的时间段(例如一整天)偏离标出区域时，则认为可以发出警报并请求对该装置进行预测性维护。
附[图4]和附[图5]：为了确认该方法的有效性，参考图4和图5的所附曲线图，其示出了相同的信号，但是是在2016至2018两年的时期内。
在图5中，在对应于“正常”运行的区域上方添加了一个新区域，该新区域形成在第一个区域上方；该新区域对应于机器的新运行期(从其定期维护开始)，所述新运行期恰好发生在2017年9月末，也可以在图4中清楚看到。
根据本发明的算法允许自动确定这个新的运行期。以同样的方式，它将能够检测故障、未来故障和其他异常。
考虑允许实施本发明的预测性维护算法的以下示例：
1.在t1至tm时间段内进行训练：
a.收集(电流I的)幅度(以A为单位)以及O2气体的流速(Q，以m3/h为单位)，它们本身定义了一个正确运行的区域Z＝{(Qi，Ii)}i＝1..m。
2.针对t＞tm使用算法：
在给定新的时间间隔t的情况下，使用以下公式计算新数据点与正确运行区域之间的距离：
Figure BDA0003269682300000021
如以上所看到的，当d＞∈时允许检测到异常并请求维护操作。
被看作是让人警觉的持续时间的示例为：一整天。
数据∈的示例为：1.0
因此，本发明涉及一种用于操作水处理设备的方法，该设备配备有用于将含氧气体注入流出物中的装置，该方法包括检测该装置运行中异常的阶段，其特征在于异常检测阶段包括实施以下措施：
-提供表示该装置运行状态的数据，所述数据包括由该装置注入的气体流速的作为时间函数的读数和流过该装置的流体的电流/流速的作为时间函数的读数；
-提供了用于获取和处理这些数据的系统，所述系统配备有用于处理这些数据的算法，该算法能够执行以下确定：
a)执行训练阶段，在该训练阶段中，该系统获取所述读数，建立所确定的训练时间段内作为由该装置注入的气体流速的函数的流经该装置的电流幅度的变化的曲线，并且定义包含该曲线的区域/包络，该区域被认为标出该装置的正常运行；
以及
b)执行使用该算法的阶段，在该阶段中，该系统实时获取所确定的时间段内作为由该装置注入的气体流速的函数的流经该装置的电流幅度的变化的曲线，并且如果该信号在被认为具有代表性的时间段内偏离所述区域/包络，则确定必须得出结论：应该发出警报，例如以请求对该装置进行预测性维护。

Claims (1)

1.一种用于操作水处理设备的方法，该设备配备有用于将含氧气体注入流出物中的装置，该方法包括检测该装置运行中异常的阶段，其特征在于异常检测阶段包括实施以下措施：
-提供表示该装置运行状态的数据，所述数据包括由该装置注入的气体流速的作为时间函数的读数和流过该装置的流体的电流/流速的作为时间函数的读数；
-提供了用于获取和处理这些数据的系统，所述系统配备有用于处理这些数据的算法，该算法能够执行以下确定：
a)执行训练阶段，在该训练阶段中，该系统获取所述读数，建立所确定的训练时间段内作为由该装置注入的气体流速的函数的流经该装置的电流幅度的变化的曲线，并且定义包含该曲线的区域/包络，该区域被认为标出该装置的正常运行；
以及
b)执行使用该算法的阶段，在该阶段中，该系统实时获取所确定的时间段内作为由该装置注入的气体流速的函数的流经该装置的电流幅度的变化的曲线，并且如果该信号在被认为具有代表性的时间段内偏离所述区域/包络，则确定必须得出结论：应该发出警报，例如以请求对该装置进行预测性维护。
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