CN114809227B - 一种基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及雨污水处理调节控制系统领域，公开了一种基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统，包括相互连通的雨污收集系统、调蓄系统和分离净化系统以及灌溉系统；可以由调蓄系统对雨水分离为初期雨水和后期雨水，将初期雨水和污水一起由分离净化系统进行净化处理，再由灌溉系统接收由后期雨水和分离净化系统处理后的污水组成的水分，从而可以最大化的对水资源进行利用，降低使用成本，方便维护管理。

Description

一种基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统
技术领域
本发明涉及雨污水处理调节控制系统领域，具体涉及一种基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统。
背景技术
农村生活污水处理技术主要有活性污泥法、生物膜法、人工湿地、稳定塘等，而在实际应用中，更多的是多种工艺的组合。总体上，在经济较发达地区，农村生活污水处理技术适宜性较好；对于经济欠发达地区，由于各种因素的综合影响，生活污水处理并没有被广泛推广，因此需探索一种适用于我国农村发展现状的生活污水治理系统。
同时，雨水(尤其是初期雨水)的随意排放也容易造成面源污染，影响水环境。目前对于农村生活污水处理重视程度越来越高，而对雨水的收集与处理不甚关注；而且，有些地区污水处理后会直接向河流或者农田排放，即使采用单独的污水处理一体化设备进行处理，能够对污水处理为能够进行灌溉和向农田排放的清水，但是一体化设备单一的处理方式和电消耗，与广大农村地区运维管理力量不足、财政状况薄弱等情况并不吻合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统，解决以下技术问题：
如何提供一种建设成本低、处理效率好、运维管理方便、同时可以处理雨水的雨污水处理系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统，包括相互连通的雨污收集系统、调蓄系统和分离净化系统以及灌溉系统；
所述雨污收集系统，用于收集雨水和污水；
所述调蓄系统，用于将所述雨水按照预设规则分离为初期雨水和后期雨水，并将所述初期雨水输送至所述分离净化系统，将所述后期雨水输送至所述灌溉系统；
所述分离净化系统，用于接收所述初期雨水和所述污水，混合后进行分离得到灌溉用水；
所述灌溉系统，用于接收所述灌溉用水和所述后期雨水，对农田进行灌溉或者排入河流。
通过上述技术方案，可以由调蓄系统对雨水分离为初期雨水和后期雨水，将初期雨水和污水一起由分离净化系统进行净化处理，再由灌溉系统接收由后期雨水和分离净化系统处理后的污水组成的水分，从而可以最大化的对水资源进行利用，降低使用成本，方便维护管理。
作为本发明进一步的方案：所述雨污收集系统包括黑灰分离系统和雨水收集系统；
所述黑灰分离系统包括设置在每户的灰水处理装置和黑水处理装置；
其中，所述灰水处理装置包括PE塑料隔油池、隔筛和吸油棉；所述隔筛和所述吸油棉均设置在所述PE塑料隔油池内，用于分离灰水中的杂物和油类物质；所述黑水处理装置包括三格式玻璃钢化粪池，尾格黑水排入所述分离净化系统；
所述雨水收集系统包括收集雨水后分别向所述分离净化系统排水的雨水花园系统、道路排水系统和土壤排水系统；
其中，所述雨水花园系统是利用花坛、种有植被的洼地收集雨水，通过土壤和植物的吸收过滤；所述道路排水系统设置在道路两边，收集道路上的雨水；所述土壤排水系统是在无植被覆盖或地势较高的区域收集地表雨水。
作为本发明进一步的方案：所述调蓄系统包括多个调蓄池和设置在所述调蓄池内的液位传感器、流量计、驱动控制器、第一提升泵和排水泵；
所述调蓄池通过收集管道与所述分离净化系统连接；
所述液位传感器用于检测所述调蓄池内的液位高度并发出液位信息，所述驱动控制器根据所述液位信息的内容驱动所述第一提升泵启动，所述第一提升泵将讲所述初期雨水通过所述收集管道排入所述分离净化系统；
所述流量计用于记录所述初期雨水的在预设时间内的总流量，当所述总流量达到预设流量时，所述驱动控制器控制所述第一提升泵关闭，并将所述排水泵打开；；
所述排水泵用于将所述后期雨水排入所述灌溉系统；
当所述调蓄池内液位下降到停止液位，所述驱动控制器根据所述液位信息的内容控制所述排水泵停止工作，并控制所述流量计复位。
通过上述技术方案，降雨时，地表雨水经雨水收集系统流入调蓄池，达到可启动液位后提升泵启动，将初期雨水经收集管道排入沉淀池，同时由流量计记录流量，当总流量达到预设流量时，提升泵关闭，排水泵打开，将后期雨水通过灌溉系统排入河流或用于农田灌溉，随着降雨停止，调蓄池内液位下降到停止液位，排水泵停止，流量计复位，等待下一次降雨继续工作。
作为本发明进一步的方案：所述预设流量为指定区域S内的初期降水量B，预设所述初期雨水为地表高度X的降雨，则所述初期降水量B为指定区域S与地表高度X的乘积，所述X为8mm。
通过上述技术方案，可以较为精确的将初期雨水和后期雨水分离，从而降低分离净化系统的工作压力，节约场地布置成本，而且初期雨水相较于黑灰污水流动性更强，能够促进黑灰污水的流动。
作为本发明进一步的方案：所述分离净化系统包括沉淀系统、湿地系统、土壤渗滤系统和沟塘系统；
所述沉淀系统包括沉淀池和设置在沉淀池内的过滤格栅以及第二提升泵；所述沉淀池内浅层污水经所述过滤格栅后由所述第二提升泵抽至所述湿地系统；
所述湿地系统包括复合垂直流湿地和表流湿地；
所述土壤渗滤系统包括从上到下设置的植被层、种植土层、吸附层、细砂层、碳源层、碎石层；
所述沟塘系统包括多个沟塘和多个连通渠，所述连通渠设置在相邻所述沟塘之间。
作为本发明进一步的方案：所述复合垂直流湿地，水力停留时间HRT为2天，长宽比2:1；所述复合垂直流湿地填料从上往下依次为陶粒、火山岩、砾石，所述复合垂直流湿地填料深度比为1:2:4；其中，陶粒粒径为1-3cm，火山岩粒径为1-3cm，砾石粒径为5-10cm；所述复合垂直流湿地的水生植物为美人蕉、菖蒲、香蒲、再力花、风车草中的至少两种；
所述表流湿地，水力停留时间HRT为2天，水深0.3m，长宽比3:1；所述表流湿地的填料从上往下依次为陶粒、沸石、砾石，所述表流湿地的填料深度比为1:2:2；其中，陶粒粒径1-3cm，沸石粒径1-3cm，砾石粒径4-8cm；所述表流湿地的水生植物为美人蕉、香蒲、再力花、风车草、金鱼藻、睡莲中的至少两种；
所述土壤渗滤系统，水力停留时间HRT为2天，长宽比3:1；所述植被为美人蕉、再力花、芦苇、空心菜、水芹中的至少一种；所述种植土层为本地土壤，所述吸附层为活性炭，所述细砂层为普通河砂，所述碳源层为木屑、树皮、秸秆、稻壳、玉米芯中的至少一种；所述碎石层为砾石；所述种植土层、所述吸附层、所述细砂层、所述碳源层、所述碎石层的深度比为1:2:5:2:2；
所述沟塘底部铺设砾石，砾石高度10-30cm，在砾石上种植沉水植物、浮叶植物和挺水植物；所述沉水植物包括苦草、黑藻、金鱼藻、眼子菜中的至少一种；所述浮叶植物包括荷花、睡莲、萍蓬草中的至少一种；所述挺水植物包括美人蕉、菖蒲、皇竹草、再力花中的中的至少一种；所述挺水植物、所述沉水植物、所述浮叶植物的种植面积为3:2:1，植物总覆盖面积为所述沟塘水域面积的50％。
作为本发明进一步的方案：还包括与所述灌溉系统和所述分离净化系统连接的水质监测系统，所述水质监测系统设置在所述分离净化系统内；
所述水质监测系统包括水泵、水质检测模块、信息传输模块、数据分析模块、动作处理模块以及应急设备；
其中，所述水质检测模块通过所述信息传输模块与所述数据分析模块连接，所述数据分析模块与所述动作处理模块连接；
所述水质检测模块用于对所述分离净化系统的出水进行采样并得到的采样结果，所述信息传输模块将所述采样结果发送所述数据分析模块进行分析，由所述数据分析模块输出水质是否合格的判断结果；
当判断所述分离净化系统的出水水质合格时，所述分离净化系统的出水直接输送至所述灌溉系统；当判断所述分离净化系统的出水水质不合格时，所述动作处理模块启动所述水泵将所述分离净化系统的出水提升至所述应急设备进行深度处理。
通过上述技术方案，可以对分离净化系统的出水水质进行提前的自动判断，一旦需要进行深度净化，则可利用应急设备进行处理，从而降低应急设备的使用频率，从而综合的降低成本，减少维护频率和经费。
作为本发明进一步的方案：所述水质检测模块包括透明检测组件和摄像单元以及抽供气单元；
所述透明检测组件设置有进水开口，所述进水开口朝下设置并浸没在所述分离净化系统的出水处液面下，所述抽供气单元设置在所述透明检测组件远离所述进水开口的一侧；所述摄像单元设置在所述透明检测组件的侧面；
所述摄像单元，用于按照预设频率拍摄所述透明检测组件获取采样图片；所述数据分析模块为训练完成后的神经网络模型。
通过上述技术方案，可采用抽供气单元抽气，使分离净化系统的出水从透明检测组件底部的进水开口向透明检测组件的内腔体填充运动，从而能够快速的对水体进行采样，数据分析模块采用神经网络模型可以对采样图片快速的识别，从而判断水体的质量情况是否合格，采样图片也可发送经验丰富的工作人员同时进行判断，若工作人员认为判断结果不可信，则可以驱动抽供气单元充气后再抽气，重新进行快速取样然后识别，综合的提升水质判断的准确度。
作为本发明进一步的方案：所述透明检测组件包括依次连通设置的第一箱体、第二箱体、第三箱体、第四箱体；
所述第一箱体的内腔体大于所述第二箱体的内腔体，所述第二箱体的内腔体大于所述第三箱体的内腔体，所述第三箱体的内腔体大于所述第四箱体的内腔体。
所述透明检测组件包括多个相互连通的透明箱体结构，相邻所述透明箱体的内腔体体积不同。
通过上述技术方案，可以对水体中不同尺寸的杂物和水体颜色进行快速分类筛选，较大型杂质无法进入内腔体体积较小的透明箱体，会直接进入内腔体体积较大的透明箱体，较小的杂质在体积较小的透明箱体中会更加明显的被摄像单元捕捉后显示在采样图片上，同时，水体颜色异常时也会显示在采样图片上，从而有利于缩短神经网络模型的训练时间并提升神经网络模型训练后的识别精准度。
作为本发明进一步的方案：所述水质检测模块还包括深度调节模块，所述深度调节模块与所述透明检测组件连接，用于调整所述透明检测组件在水中的位置。
通过上述技术方案，方便重新对水体进行采样，有助于减少误判。
本发明的有益效果：
本发明可以由调蓄系统对雨水分离为初期雨水和后期雨水，将初期雨水和污水一起由分离净化系统进行净化处理，再由灌溉系统接收由后期雨水和分离净化系统处理后的污水组成的水分，从而可以最大化的对水资源进行利用，降低使用成本，方便维护管理。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明中雨污分流生态处理系统的连接结构简图；
图2为本发明中水质检测模块的部分结构示意图；
图3为本发明中水质检测模块的部分结构俯视图。
附图说明：1、透明箱体结构；2、抽供气单元；3、摄像单元；4、背光LED灯组。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明为一种基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统，包括相互连通的雨污收集系统、调蓄系统和分离净化系统以及灌溉系统；
雨污收集系统，用于收集雨水和污水；
调蓄系统，用于将雨水按照预设规则分离为初期雨水和后期雨水，并将初期雨水输送至分离净化系统，将后期雨水输送至灌溉系统；
分离净化系统，用于接收初期雨水和污水，混合后进行分离得到灌溉用水；
灌溉系统，用于接收灌溉用水和后期雨水，对农田进行灌溉或者排入河流。
如此设置，可以由调蓄系统对雨水分离为初期雨水和后期雨水，将初期雨水和污水一起由分离净化系统进行净化处理，再由灌溉系统接收由后期雨水和分离净化系统处理后的污水组成的水分，从而可以最大化的对水资源进行利用，降低使用成本，方便维护管理。
作为本发明进一步的方案：雨污收集系统包括黑灰分离系统和雨水收集系统；
黑灰分离系统包括设置在每户的灰水处理装置和黑水处理装置；
其中，灰水处理装置包括PE塑料隔油池、隔筛和吸油棉；隔筛和吸油棉均设置在PE塑料隔油池内，用于分离灰水中的杂物和油类物质；黑水处理装置包括三格式玻璃钢化粪池，尾格黑水排入分离净化系统；
每户的日污水量分别记为A1、A2、A3…An，则区域内每日总污水量∑A＝A1+A2+A3+…+An。
雨水收集系统包括收集雨水后分别向分离净化系统排水的雨水花园系统、道路排水系统和土壤排水系统；
其中，雨水花园系统是利用花坛、种有植被的洼地收集雨水，通过土壤和植物的吸收过滤；道路排水系统设置在道路两边，收集道路上的雨水；土壤排水系统是在无植被覆盖或地势较高的区域收集地表雨水。
具体的，雨水花园系统的建设可通过在土壤上方种植花草、灌木等植物，在土壤下方设置过滤层进行设置，过滤层为活性炭、沸石、砾石、火山岩中的一种或几种组合，该过滤层内设置雨水汇集管，雨水汇集管为UPVC管，管顶交错开孔，用于汇集雨水。降雨时，雨水经植物吸收、土壤过滤后补充地下水，多余雨水由雨水汇集管汇集并排放。
道路排水系统设置在道路两边，利用雨水篦和雨水管道收集道路上的雨水，雨水篦为普通长方形雨水篦，材质为铸铁或不锈钢，雨水管道为HDPE双壁波纹管。
土壤排水系统是在无植被覆盖或地势较高的区域收集地表雨水。具体方法为：在土壤中设置竖向雨水溢流管，用于汇集雨水，溢流管下方设置雨水收集箱，收集箱侧向设有雨水排出管，雨水溢流管、雨水排出管为UPVC管，雨水收集箱为不锈钢材质。降雨时，雨水经土壤过滤后补充地下水，多余雨水经竖向雨水溢流管导流到雨水收集箱，并通过雨水排出管排出。
上述雨水汇集管、雨水管道、雨水排出管均接入调蓄系统。
作为本发明进一步的方案：调蓄系统包括多个调蓄池和设置在调蓄池内的液位传感器、流量计、驱动控制器、第一提升泵和排水泵；
调蓄池通过收集管道与分离净化系统连接；调蓄池承接通过雨水汇集管、雨水管道、雨水排出管排出的雨水。
液位传感器用于检测调蓄池内的液位高度并发出液位信息，驱动控制器根据液位信息的内容驱动第一提升泵启动，第一提升泵将讲初期雨水通过收集管道排入分离净化系统；
流量计用于记录初期雨水的在预设时间内的总流量，当总流量达到预设流量时，驱动控制器控制第一提升泵关闭，并将排水泵打开；；
排水泵用于将后期雨水排入灌溉系统；
当调蓄池内液位下降到停止液位，驱动控制器根据液位信息的内容控制排水泵停止工作，并控制流量计复位。
通过上述技术方案，降雨时，地表雨水经雨水收集系统流入调蓄池，达到可启动液位后提升泵启动，将初期雨水经收集管道排入沉淀池，同时由流量计记录流量，当总流量达到预设流量时，提升泵关闭，排水泵打开，将后期雨水通过灌溉系统排入河流或用于农田灌溉，随着降雨停止，调蓄池内液位下降到停止液位，排水泵停止，流量计复位，等待下一次降雨继续工作。
作为本发明进一步的方案：预设流量为指定区域S内的初期降水量B，预设初期雨水为地表高度X的降雨，则初期降水量B为指定区域S与地表高度X的乘积，X为8mm。
具体的，可根据地势高低，在村庄内的地势较低位置设置不同的汇水区域，也就是上述指定区域S，每片汇水区域设置一座调蓄池，调蓄池有效容积满足储存区域内初期雨水量，每片汇水区域的初期降水量分别记为B1，B2，B3…Bn，则总初期雨水量∑B＝B1+B2+B3+…+Bn。
记，日雨污水总量∑C＝∑A+∑B，无雨时∑B＝0。
通过上述技术方案，可以较为精确的将初期雨水和后期雨水分离，从而降低分离净化系统的工作压力，节约场地布置成本，而且初期雨水相较于黑灰污水流动性更强，能够促进黑灰污水的流动，避免黑灰污水对分离净化系统产生堵塞。
请参阅图1所示，分离净化系统包括沉淀系统、湿地系统、土壤渗滤系统和沟塘系统；
沉淀系统包括沉淀池和设置在沉淀池内的过滤格栅以及第二提升泵；沉淀池内浅层污水经过滤格栅后由第二提升泵抽至湿地系统；
湿地系统包括复合垂直流湿地和表流湿地；
土壤渗滤系统包括从上到下设置的植被层、种植土层、吸附层、细砂层、碳源层、碎石层；
沟塘系统包括多个沟塘和多个连通渠，连通渠设置在相邻沟塘之间。
具体的，复合垂直流湿地，水力停留时间HRT为2天，长宽比2:1；复合垂直流湿地填料从上往下依次为陶粒、火山岩、砾石，复合垂直流湿地填料深度比为1:2:4；其中，陶粒粒径为1-3cm，火山岩粒径为1-3cm，砾石粒径为5-10cm；复合垂直流湿地的水生植物为美人蕉、菖蒲、香蒲、再力花、风车草中的至少两种；
表流湿地，水力停留时间HRT为2天，水深0.3m，长宽比3:1；表流湿地的填料从上往下依次为陶粒、沸石、砾石，表流湿地的填料深度比为1:2:2；其中，陶粒粒径1-3cm，沸石粒径1-3cm，砾石粒径4-8cm；表流湿地的水生植物为美人蕉、香蒲、再力花、风车草、金鱼藻、睡莲中的至少两种；
土壤渗滤系统，水力停留时间HRT为2天，长宽比3:1；植被为美人蕉、再力花、芦苇、空心菜、水芹中的至少一种；种植土层为本地土壤，吸附层为活性炭，细砂层为普通河砂，碳源层为木屑、树皮、秸秆、稻壳、玉米芯中的至少一种；碎石层为砾石；种植土层、吸附层、细砂层、碳源层、碎石层的深度比为1:2:5:2:2；
沟塘底部铺设砾石，砾石高度10-30cm，在砾石上种植沉水植物、浮叶植物和挺水植物；沉水植物包括苦草、黑藻、金鱼藻、眼子菜中的至少一种；浮叶植物包括荷花、睡莲、萍蓬草中的至少一种；挺水植物包括美人蕉、菖蒲、皇竹草、再力花中的中的至少一种；挺水植物、沉水植物、浮叶植物的种植面积为3:2:1，植物总覆盖面积为沟塘水域面积的50％。
如此设置，能够充分的利用自然环境结构，而且绿色环保，不仅能够起到净化的作用，还能够降低电能使用，充分节约降低成本
作为本发明进一步的方案：还包括与灌溉系统和分离净化系统连接的水质监测系统，水质监测系统设置在分离净化系统内；
水质监测系统包括水泵、水质检测模块、信息传输模块、数据分析模块、动作处理模块以及应急设备；
其中，水质检测模块通过信息传输模块与数据分析模块连接，数据分析模块与动作处理模块连接；
水质检测模块用于对分离净化系统的出水进行采样并得到的采样结果，信息传输模块将采样结果发送数据分析模块进行分析，由数据分析模块输出水质是否合格的判断结果；
当判断分离净化系统的出水水质合格时，分离净化系统的出水直接输送至灌溉系统；当判断分离净化系统的出水水质不合格时，动作处理模块启动水泵将分离净化系统的出水提升至应急设备进行深度处理。
通过上述技术方案，可以对分离净化系统的出水水质进行提前的自动判断，一旦需要进行深度净化，则可利用应急设备进行处理，从而降低应急设备的使用频率，从而综合的降低成本，减少维护频率和经费。
其中，应急设备可采用磁混凝、气浮、A2O、MBBR等一体化设备中的一种或几种组合，而且，应急设备的日处理量大于日雨污水总量∑C。
作为本发明进一步的方案：水质检测模块包括透明检测组件和摄像单元3以及抽供气单元2；
透明检测组件设置有进水开口，进水开口朝下设置并浸没在分离净化系统的出水处液面下，抽供气单元2设置在透明检测组件远离进水开口的一侧；摄像单元3设置在透明检测组件的侧面；
摄像单元3，用于按照预设频率拍摄透明检测组件获取采样图片；数据分析模块为训练完成后的神经网络模型。
因此，本发明可采用抽供气单元2抽气，使分离净化系统的出水从透明检测组件底部的进水开口向透明检测组件的内腔体填充运动，从而能够快速的对水体进行采样，数据分析模块采用神经网络模型可以对采样图片快速的识别，从而判断水体的质量情况是否合格。
另外，水质检测模块包括还可包括无线通信单元，将采样图片发送工作人员的手持终端，由经验丰富的工作人员同时进行判断，若工作人员认为判断结果不可信，则可操作手持终端通过无线通信单元命令抽供气单元2充气后再抽气，重新进行快速取样，此时摄像单元3可以重新拍摄采样图片供数据分析模块识别，综合的提升水质判断的准确度。
而且，一旦工作人员确定数据分析模块的确发生检测错误，则可以同时启动对备份型数据分析模块的继续训练和参数调整，训练后再将备份型数据分析模块作为新的数据分析模块进行使用。
再进一步的，水质检测模块还可包括水质检测装置，该水质检测装置为全光谱水质分析仪。用于检测出水中的COD、NH3-N、TP、TN指标，当检测指标有一项高于预设指标时，水质不合格，也需启用应急设备，并将结果发送到工作人员的手持终端。
作为本发明进一步的方案：透明检测组件包括多个相互连通的透明箱体结构1，相邻透明箱体的内腔体体积不同。
具体的，如图2所示，透明检测组件包括依次连通设置的第一箱体、第二箱体、第三箱体、第四箱体；
第一箱体的内腔体大于第二箱体的内腔体，第二箱体的内腔体大于第三箱体的内腔体，第三箱体的内腔体大于第四箱体的内腔体。
通过上述技术方案，可以对水体中不同尺寸的杂物和水体颜色进行快速分类筛选，在本实施例中，内腔体的体积大小与内腔体在摄像单元3拍摄方向上的厚度正相关，由于较大型杂质无法进入内腔体体积较小的透明箱体，会直接进入内腔体体积较大的透明箱体，较小的杂质在内腔体体积较小的透明箱体中会更加明显的被摄像单元3捕捉后显示在采样图片上，同时，水体颜色异常时也会显示在采样图片上，从而有利于缩短神经网络模型的训练时间并提升神经网络模型训练后的识别精准度。
而且，可在透明检测组件远离摄像单元3的另一面设置波长可控的背光LED灯组4，透明检测组件还包括用于保护摄像单元3和背光LED灯组4不进水的玻璃罩。因为，环境光对基于神经网络模型的人工智能视觉的采样图片会有一定的影响，虽然该影响无法被人眼轻松捕捉，但是环境光所带来的变化会对神经网络模型产生影响，因此随着环境光的变化，神经网络模型针对不同环境光下的采样图片可能会产生截然不同的判断。
因此，在通过数据分析模块对采样图片进行识别是，可以将采样图片设置为多张同时输入。比如，在1秒内，背光LED灯组4切换发光波长5次，该波长切换的范围可以采用100nm～1000nm，对上述的全光谱水质分析仪进行性能上的补充，摄像单元3对应拍摄5次得到5张采样图片，然后将该5张采样图片逐个发送数据分析模块，若输出2次合格3次不合格，则最终的判断结果认定为不合格，若输出3次合格2次不合格，则可通过手持终端呼叫工作人员参与鉴别，如果工作人员也无法鉴别，则可以重新启动对水体的采样，再进行背光LED灯组4的发光波长切换以及摄像单元3的对应次数拍摄。
另外，发光波长切换次数和摄像单元3的对应拍摄次数同样可以远程设置，提升数据分析模块的识别准确率。
值得一提的是，基于神经网络模型的数据分析模块的训练所采用的的训练样本与采样图片的获取方式相同，至与采用何种方式训练，需要根据使用需求进行调整。
作为本发明进一步的方案：水质检测模块还包括深度调节模块，深度调节模块与透明检测组件连接，用于调整透明检测组件在水中的位置，如此方便重新对水体进行采样，有助于减少误判。当然，深度调节模块同样可由工作人员操作手持终端通过无线通信单元进行操控，方便快捷。
本发明的工作原理：在每户内将黑水与灰水分别进行收集，黑水通过改良型化粪池进行初步处理后排入收集管道，粪渣进行堆肥或生产有机肥进行资源化利用；灰水经灰水处理装置去除杂物和油类物质后排入收集管道，黑水与灰水最终排入沉淀池，地表雨水经雨水收集系统收集后流入调蓄池，其中初期雨水经调蓄池提升泵排入沉淀池，后期雨水经排水泵排入河流或用于农田灌溉。
污水和初期雨水经沉淀池拦截杂物并稳定水量、水质后排入湿地系统，经过复合垂直流湿地和表流湿地的多重吸附和降解，能够有效去除污水中的COD、氨氮、TP、TN等污染物；湿地系统出水流入土地系统，土地系统能够补充碳源，强化氮磷的去除，湿地系统和土地系统形成多级湿地+土地耦合系统，实现经济有效的污染物去除。土地系统出水排入沟塘系统，通过沟塘系统内的水生植物吸收和微生物降解，进一步降低水中的污染物质，水生植物定期收割，形成环境友好型经济模式。
通过设置于最后一级沟塘内的高精度水质监测系统判断最终出水是否达标，当水质不合格时，水泵将出水提升至应急设备，应急设备启动处理不达标出水，同时将应急情况发送至控制中心，以便运维人员到场处理，最终达标的出水排放至河流或用于农田灌溉，实现水资源的循环利用。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统，其特征在于，包括相互连通的雨污收集系统、调蓄系统和分离净化系统以及灌溉系统；
所述雨污收集系统，用于收集雨水和污水；
所述调蓄系统，用于将所述雨水按照预设规则分离为初期雨水和后期雨水，并将所述初期雨水输送至所述分离净化系统，将所述后期雨水输送至所述灌溉系统；
所述分离净化系统，用于接收所述初期雨水和所述污水，混合后进行分离得到灌溉用水；
所述灌溉系统，用于接收所述灌溉用水和所述后期雨水，对农田进行灌溉或者排入河流；
还包括与所述灌溉系统和所述分离净化系统连接的水质监测系统，所述水质监测系统设置在所述分离净化系统内；
所述水质监测系统包括水泵、水质检测模块、信息传输模块、数据分析模块、动作处理模块以及应急设备；
其中，所述水质检测模块通过所述信息传输模块与所述数据分析模块连接，所述数据分析模块与所述动作处理模块连接；
所述水质检测模块用于对所述分离净化系统的出水进行采样并得到的采样结果，所述信息传输模块将所述采样结果发送所述数据分析模块进行分析，由所述数据分析模块输出水质是否合格的判断结果；
当判断所述分离净化系统的出水水质合格时，所述分离净化系统的出水直接输送至所述灌溉系统；当判断所述分离净化系统的出水水质不合格时，所述动作处理模块启动所述水泵将所述分离净化系统的出水提升至所述应急设备进行深度处理；
所述水质检测模块包括透明检测组件和摄像单元(3)以及抽供气单元(2)；
所述透明检测组件设置有进水开口，所述进水开口朝下设置并浸没在所述分离净化系统的出水处液面下，所述抽供气单元(2)设置在所述透明检测组件远离所述进水开口的一侧；所述摄像单元(3)设置在所述透明检测组件的侧面；
所述摄像单元(3)，用于按照预设频率拍摄所述透明检测组件获取采样图片；所述数据分析模块为训练完成后的神经网络模型；
所述透明检测组件包括多个相互连通的透明箱体结构(1)，相邻所述透明箱体的内腔体体积不同；
所述水质检测模块还包括深度调节模块，所述深度调节模块与所述透明检测组件连接，用于调整所述透明检测组件在水中的位置。
2.根据权利要求1所述的基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统，其特征在于，所述雨污收集系统包括黑灰分离系统和雨水收集系统；
所述黑灰分离系统包括设置在每户的灰水处理装置和黑水处理装置；
其中，所述灰水处理装置包括PE塑料隔油池、隔筛和吸油棉；所述隔筛和所述吸油棉均设置在所述PE塑料隔油池内，用于分离灰水中的杂物和油类物质；所述黑水处理装置包括三格式玻璃钢化粪池，尾格黑水排入所述分离净化系统；
所述雨水收集系统包括收集雨水后分别向所述分离净化系统排水的雨水花园系统、道路排水系统和土壤排水系统；
其中，所述雨水花园系统是利用花坛、种有植被的洼地收集雨水，通过土壤和植物的吸收过滤；所述道路排水系统设置在道路两边，收集道路上的雨水；所述土壤排水系统是在无植被覆盖或地势较高的区域收集地表雨水。
3.根据权利要求1所述的基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统，其特征在于，所述调蓄系统包括多个调蓄池和设置在所述调蓄池内的液位传感器、流量计、驱动控制器、第一提升泵和排水泵；
所述调蓄池通过收集管道与所述分离净化系统连接；
所述液位传感器用于检测所述调蓄池内的液位高度并发出液位信息，所述驱动控制器根据所述液位信息的内容驱动所述第一提升泵启动，所述第一提升泵将讲所述初期雨水通过所述收集管道排入所述分离净化系统；
所述流量计用于记录所述初期雨水的在预设时间内的总流量，当所述总流量达到预设流量时，所述驱动控制器控制所述第一提升泵关闭，并将所述排水泵打开；
所述排水泵用于将所述后期雨水排入所述灌溉系统；
当所述调蓄池内液位下降到停止液位，所述驱动控制器根据所述液位信息的内容控制所述排水泵停止工作，并控制所述流量计复位。
4.根据权利要求3所述的基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统，其特征在于，所述预设流量为指定区域S内的初期降水量B，预设所述初期雨水为地表高度X的降雨，则所述初期降水量B为指定区域S与地表高度X的乘积，所述X为8mm。
5.根据权利要求1所述的基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统，其特征在于，所述分离净化系统包括沉淀系统、湿地系统、土壤渗滤系统和沟塘系统；
所述沉淀系统包括沉淀池和设置在沉淀池内的过滤格栅以及第二提升泵；所述沉淀池内浅层污水经所述过滤格栅后由所述第二提升泵抽至所述湿地系统；
所述湿地系统包括复合垂直流湿地和表流湿地；
所述土壤渗滤系统包括从上到下设置的植被层、种植土层、吸附层、细砂层、碳源层、碎石层；
所述沟塘系统包括多个沟塘和多个连通渠，所述连通渠设置在相邻所述沟塘之间。
6.根据权利要求5所述的基于人工智能视觉的雨污分流生态处理系统，其特征在于，所述复合垂直流湿地，水力停留时间HRT为2天，长宽比2:1；所述复合垂直流湿地填料从上往下依次为陶粒、火山岩、砾石，所述复合垂直流湿地填料深度比为1:2:4；其中，陶粒粒径为1-3cm，火山岩粒径为1-3cm，砾石粒径为5-10cm；所述复合垂直流湿地的水生植物为美人蕉、菖蒲、香蒲、再力花、风车草中的至少两种；
所述表流湿地，水力停留时间HRT为2天，水深0.3m，长宽比3:1；所述表流湿地的填料从上往下依次为陶粒、沸石、砾石，所述表流湿地的填料深度比为1:2:2；其中，陶粒粒径1-3cm，沸石粒径1-3cm，砾石粒径4-8cm；所述表流湿地的水生植物为美人蕉、香蒲、再力花、风车草、金鱼藻、睡莲中的至少两种；
所述土壤渗滤系统，水力停留时间HRT为2天，长宽比3:1；所述植被为美人蕉、再力花、芦苇、空心菜、水芹中的至少一种；所述种植土层为本地土壤，所述吸附层为活性炭，所述细砂层为普通河砂，所述碳源层为木屑、树皮、秸秆、稻壳、玉米芯中的至少一种；所述碎石层为砾石；所述种植土层、所述吸附层、所述细砂层、所述碳源层、所述碎石层的深度比为1:2:5:2:2；
所述沟塘底部铺设砾石，砾石高度10-30cm，在砾石上种植沉水植物、浮叶植物和挺水植物；所述沉水植物包括苦草、黑藻、金鱼藻、眼子菜中的至少一种；所述浮叶植物包括荷花、睡莲、萍蓬草中的至少一种；所述挺水植物包括美人蕉、菖蒲、皇竹草、再力花中的至少一种；所述挺水植物、所述沉水植物、所述浮叶植物的种植面积为3:2:1，植物总覆盖面积为所述沟塘水域面积的50％。
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