CN117164099B - 基于数字化分析的污水厂污水处理进度智能管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水厂污水处理进度智能管理领域,具体公开提供的基于数字化分析的污水厂污水处理进度智能管理系统,包括:实时监测水解反应达标时长,及时添加水解药剂来调整水解反应进度,并通过水解时差对各种厌氧药物初步添加含量进行设定,以及根据厌氧处理效果评估系数对厌氧处理进度进行再次调控分析,避免厌氧处理进度出现进一步延迟情况,保证了污水处理进度的连续性。通过监测厌氧处理反应时长,确定好氧处理池所需曝气量,将曝气位置按组别分配进行间隔交替曝气,保证曝气位置的覆盖范围,分析好氧处理池的溶解氧浓度并适当调整曝气周期时长,提高氧气在污水中的传质效率,确保池内溶解氧浓度达到最佳状态。
Description
技术领域
本发明属于污水厂污水处理进度智能管理领域,涉及到基于数字化分析的污水厂污水处理进度智能管理系统。
背景技术
污水厂污水处理过程中的水解反应、厌氧处理和好氧处理对污水处理进度有着密切的影响作用,它们之间的顺序和进度联系紧密,相互衔接,任何一个环节的处理进度延误或效果不理想,都会对后续处理步骤产生连锁影响,影响整个污水处理系统的稳定性和处理效果。因此,在实际操作中需要严格控制和协调这些处理步骤的进度,确保处理过程的高效运行。
目前现存的污水处理监测不足之处包括:1、现有的污水厂在进度管理过程中侧重于整体进度检测,没有对各关联步骤之间的进度连续性进行有效管理,可能会对后续步骤产生连锁影响,在各关联步骤之间可能会出现某些步骤完成较快或较慢,而其他步骤若没有及时调整进度时间,就会导致整个处理流程的延误,从而增加处理成本。
2、现有的污水好氧处理过程中,忽视了对曝气周期进行具体调控,为了实现有效的曝气控制,确保好氧反应池内的溶解氧充足,在每次曝气供氧结束后,需要适宜的曝气停止时长来促进好氧反应池进行溶解反应,故而需要对曝气周期进行具体调控。
发明内容
鉴于此,为解决上述背景技术中所提出的问题,现提出基于数字化分析的污水厂污水处理进度智能管理系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:本发明提供基于数字化分析的污水厂污水处理进度智能管理系统,该系统包括:水解反应效果监测模块,用于实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数,判断是否需要添加药剂,并获取反应达标时长。
水解反应进度评估模块,用于将反应达标时长与预设水解时长进行对比作差,得到水解时差,进而执行厌氧处理进度检测模块。
厌氧处理进度检测模块,用于获取厌氧处理标准时长,并获取进入厌氧处理池中的污水水质成分,计算各种厌氧药物初步添加含量。
厌氧处理进度调控模块,用于实时获取厌氧处理效果评估系数,进而对厌氧处理进度进行调控分析。
好氧处理进度调控模块,用于获取厌氧处理反应时长,据此确认好氧处理池的曝气量,并绘制溶解氧浓度变化曲线,据此判断是否需要调控曝气周期,进而对其作相应调整。
污水处理记录表,用于存储水质成分种类-厌氧药物种类匹配表、水质成分含量-厌氧药物含量变化表,存储厌氧处理过程对应的厌氧性能指征及各厌氧性能指征对应的标准值,存储好氧菌落种类-适宜需氧量模型、各种污水水质的溶解氧浓度标准需求曲线。
在具体实施方式中,所述水解反应器中的污水综合反应效果评估系数获取方式
为:获取水解反应器中污水的气体浓度、可溶性有机物浓度,据此分析水解反应器中污水的
化学指标反应效果系数。
获取水解反应器中污水的浊度、悬浮物浓度,据此分析水解反应器中污水的物理
特征反应效果系数。
由分析公式得到水解反应器中的污水综合反应效果
评估系数,e为自然常数。
在具体实施方式中,所述获取反应达标时长的内容包括:实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数,统计在预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数,将预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数进行对比,若在预设水解时长内某反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数相同,则获取该反应时刻,将该反应时刻与水解反应开始时刻之间的间隔时长作为反应达标时长。
若在预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数均小于预设的标
准评估系数,将预设水解时长对应结束时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评
估系数作差,得到反应效果偏差系数,计算水解反应药剂调控影响因子
,其中为设定的效果偏差系数参照值,为设定的偏差修正比例。
设定各种水解药剂单次添加的基础含量,表示水解药剂种类编号,,进而评估各种水解药剂预计添加含量。
向水解反应器中添加各种水解药剂后,实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数,再次将污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数进行对比,当某反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数相同时,提取该反应时刻,进而得到反应达标时长。
在具体实施方式中,所述水解时差具体指的是:将反应达标时长与预设水解时长进行对比作差,若反应达标时长大于或等于预设水解时长,则将水解时差记为延迟时长,反之则将水解时差记为缩减时长。
在具体实施方式中,所述计算各种厌氧药物初步添加含量的方式为:获取进入厌氧处理池中的污水水质成分种类及各种水质成分含量,进而基于污水处理记录表中的水质成分种类-厌氧药物种类匹配表,得出厌氧处理池中需要添加的各种厌氧药物。
基于污水处理记录表中的水质成分含量-厌氧药物含量变化表,得到各种厌氧药
物需求含量,表示厌氧药物种类编号,。
计算各种厌氧药物初步添加含量,其中表
示水解时差,表示设定的参照水解时差,表示设定的厌氧药物添加含量浮动值,
表示水解时差为延迟时长,表示水解时差为缩减时长。
在具体实施方式中,所述厌氧处理效果评估系数的获取方式为:从污水处理记录
表中提取厌氧处理过程对应的厌氧性能指征及各厌氧性能指征对应的标准值,由此对各厌
氧性能指征进行数值监测,得到厌氧处理过程对应各厌氧性能指征的监测值,表示
厌氧性能指征编号,。
将厌氧处理过程对应各厌氧性能指征的监测值与标准值进行对比,计算厌氧处理
过程对应的指征性能达标度,其中表示第个
厌氧性能指征的标准值,表示设定的偏差系数调控因子,表示厌氧性能指征数量。
获取厌氧处理池中的营养元素剩余含量,分析厌氧处理效果评估系数,为设定的营养元素参照剩余含量。
在具体实施方式中,所述对厌氧处理进度进行调控分析的内容包括:实时获取厌氧处理效果评估系数,进而提取厌氧处理效果评估系数的稳态值,将其与预设的标准厌氧系数对比,若其小于预设的标准厌氧系数,则对厌氧处理池的温度进行调控。
在具体实施方式中,所述确认好氧处理池的曝气量方法为:L1、识别进入好氧处理
池中的污水含有的好氧菌落种类,获取各种好氧菌落对应适宜需氧量,为好氧菌落
种类编号,。
L2、确定好氧处理池中的曝气量,其中为设定的单位需氧量,为设定的单位需氧量与曝气量之间的单位转换系数,为厌氧处理反应时长,为厌
氧处理标准时长。
L3、按设定间隔距离对好氧处理池中的曝气位置进行排列设置,进而将相隔一个
位置的曝气位置记为采样点位置,得到各采样点位置,以各采样点位置为指定组别,并将除
各采样点位置以外的各剩余位置记为待定组别,进而将指定组别与待定组别按设定相同间
隔时长进行交替曝气,且单个曝气位置对应曝气量为,表示单个组别中的曝气位置
数量。
在具体实施方式中,所述绘制溶解氧浓度变化曲线的内容如下:当好氧处理池处于停止曝气状态时,使用溶解氧电极仪获取各采样点位置的溶解氧浓度,均值计算得到好氧处理池单次曝气对应的溶解氧浓度,据此得到好氧处理池各次曝气对应的溶解氧浓度,进而以溶解氧浓度为纵坐标、曝气次数为横坐标,绘制溶解氧浓度变化曲线。
在具体实施方式中,所述判断是否需要调控曝气周期的内容包括:U1、获取好氧处理池中的污水水质,从污水处理记录表中提取对应污水水质的溶解氧浓度标准需求曲线。
U2、将溶解氧浓度变化曲线与溶解氧浓度标准需求曲线进行重叠对比,得到处于溶解氧浓度标准需求曲线上方和下方的交叉面积。
U3、将处于溶解氧浓度标准需求曲线上方的交叉面积与处于溶解氧浓度标准需求曲线下方的交叉面积进行对比,若处于溶解氧浓度标准需求曲线上方的交叉面积大于处于溶解氧浓度标准需求曲线下方的交叉面积,则需要缩减曝气周期,反之则需要增加曝气周期。
U4、将处于溶解氧浓度标准需求曲线上方的交叉面积和处于溶解氧浓度标准需求
曲线下方的交叉面积分别记为,当时,以作为
曝气周期缩减时长,为设定偏差面积,为设定单位偏差面积比对应调整时长;当时,以作为曝气周期增加时长。
相较于现有技术,本发明的有益效果如下:(1)本发明实时监测水解反应达标时长,及时添加水解药剂来初步调整水解反应进度,并获取水解时差,据此对各种厌氧药物初步添加含量进行设定,以及根据厌氧处理效果评估系数对厌氧处理进度进行再次调控分析,可以避免厌氧处理进度出现进一步延迟情况,保证厌氧处理按照预定计划进行,避免长时间延迟对后续工作产生不利影响,保证了污水处理进度的连续性,并根据实际效果对处理进度进行调整,确保达到期望的处理效果,避免不必要的延迟和浪费,使得处理过程更加可控和高效。
(2)本发明通过监测厌氧处理反应时长和好氧处理池的溶解氧浓度,精确确定好氧处理池所需的曝气量,并适当调整曝气周期时长,可以提高氧气在污水中的传质效率,保证池内溶解氧浓度达到最佳状态,有助于加快污水中有机物的降解速度,确保好氧处理池中的微生物充分氧化有机物质、减少残留污染物,从而改善污水处理的水质,并进一步保证了污水处理效果的均衡性和高效性。
(3)本发明将曝气位置按设定间隔距离进行排列设置和组别分配,并进行间隔交替曝气,可以避免在好氧处理池中形成死区,即污水无法接触到氧气的区域,通过保证曝气位置的覆盖范围,确保好氧处理池中的所有污水都能够得到适当处理。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明系统模块连接示意图。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示,本发明提供了基于数字化分析的污水厂污水处理进度智能管理系统,该系统包括:水解反应效果监测模块、水解反应进度评估模块、厌氧处理进度检测模块、厌氧处理进度调控模块、好氧处理进度调控模块、污水处理记录表。所述水解反应效果监测模块与水解反应进度评估模块连接,水解反应进度评估模块与厌氧处理进度检测模块连接,厌氧处理进度检测模块与厌氧处理进度调控模块连接,厌氧处理进度调控模块与好氧处理进度调控模块连接,污水处理记录表分别与厌氧处理进度检测模块、厌氧处理进度调控模块、好氧处理进度调控模块连接。
所述水解反应效果监测模块用于实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数,判断是否需要添加药剂,并获取反应达标时长。
在本发明的具体实施例中,所述水解反应器中的污水综合反应效果评估系数获取
方式为:获取水解反应器中污水的气体浓度、可溶性有机物浓度,据此分析水解反应器中污
水的化学指标反应效果系数,其中分别表示污水的
气体浓度、可溶性有机物浓度,分别表示污水的气体浓度、可溶性有机物浓度对应
设定参照值,分别表示设定的气体浓度、可溶性有机物浓度对应占比权值。在水
解反应过程中,气体会被转化为其他物质,从而使气体浓度逐渐降低,同时,可溶性有机物
也被降解,导致其浓度逐渐减少,因此,水解反应器中的气体浓度和可溶性有机物浓度随着
反应的进行而逐渐减少。
获取水解反应器中污水的浊度、悬浮物浓度,据此分析水解反应器中污水的物理
特征反应效果系数,其中分别表示污水的浊度、悬
浮物浓度,分别表示污水的浊度、悬浮物浓度对应设定参照值,分别表
示浊度、悬浮物浓度对应的设定占比权值。在水解反应过程中,微生物会分解有机物,将其
转化为其他物质,从而降低水中有机物的浓度,使得污水浊度逐渐降低。同时,微生物通过
吸附、附着、吞噬等方式处理悬浮物,将其转化为底泥或产生气体,使得污水中的悬浮物浓
度逐渐减少。
所述污水中的气体浓度、可溶性有机物浓度、浊度和悬浮物浓度是由安装在水解反应器进水口处的水质监测仪器监测得到。
由分析公式得到水解反应器中的污水综合反应效果
评估系数,e为自然常数。
在本发明的又一具体实施例中,所述获取反应达标时长的内容包括:实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数,统计在预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数,将预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数进行对比,若在预设水解时长内某反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数相同,则获取该反应时刻,将该反应时刻与水解反应开始时刻之间的间隔时长作为反应达标时长。
若在预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数均小于预设的标
准评估系数,将预设水解时长对应结束时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评
估系数作差,得到反应效果偏差系数,计算水解反应药剂调控影响因子
,其中为设定的效果偏差系数参照值,为设定的偏差修正比例。
设定各种水解药剂单次添加的基础含量,表示水解药剂种类编号,,进而评估各种水解药剂预计添加含量。
向水解反应器中添加各种水解药剂后,实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数,再次将污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数进行对比,当某反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数相同时,提取该反应时刻,进而将该反应时刻与水解反应开始时刻之间的间隔时长作为反应达标时长。
所述水解反应进度评估模块用于将反应达标时长与预设水解时长进行对比作差,得到水解时差,进而执行厌氧处理进度检测模块。
在本发明的具体实施例中,所述水解时差具体指的是:将反应达标时长与预设水解时长进行对比作差,若反应达标时长大于或等于预设水解时长,则将水解时差记为延迟时长,反之则将水解时差记为缩减时长。
所述厌氧处理进度检测模块用于获取厌氧处理标准时长,并获取进入厌氧处理池中的污水水质成分,计算各种厌氧药物初步添加含量。
在本发明的具体实施例中,所述计算各种厌氧药物初步添加含量的方式为:获取进入厌氧处理池中的污水水质成分种类及各种水质成分含量,进而基于污水处理记录表中的水质成分种类-厌氧药物种类匹配表,得出厌氧处理池中需要添加的各种厌氧药物。
需要说明的,所述进入厌氧处理池中的污水水质成分种类包括悬浮物、挥发性有机物等,其污水水质成分种类及各种水质成分含量是由安装在厌氧处理池进水口处的水质监测仪器检测得出。
基于污水处理记录表中的水质成分含量-厌氧药物含量变化表,得到各种厌氧药
物需求含量,表示厌氧药物种类编号,。
计算各种厌氧药物初步添加含量,其中表
示水解时差,表示设定的参照水解时差,表示设定的厌氧药物添加含量浮动值,
表示水解时差为延迟时长,表示水解时差为缩减时长。
所述厌氧处理进度调控模块用于实时获取厌氧处理效果评估系数,进而对厌氧处理进度进行调控分析。
在本发明的具体实施例中,所述厌氧处理效果评估系数的获取方式为:从污水处
理记录表中提取厌氧处理过程对应的厌氧性能指征及各厌氧性能指征对应的标准值,由此
对各厌氧性能指征进行数值监测,得到厌氧处理过程对应各厌氧性能指征的监测值,表示厌氧性能指征编号,。
将厌氧处理过程对应各厌氧性能指征的监测值与标准值进行对比,计算厌氧处理
过程对应的指征性能达标度,其中表示第个
厌氧性能指征的标准值,表示设定的偏差系数调控因子,表示厌氧性能指征数量。
具体的,厌氧处理过程对应的厌氧性能指征包括生化需氧量和氨氮含量等,均由水质监测仪监测得到。生化需氧量反映污水中可被微生物分解利用的有机物质,较低的生化需氧量意味着有机物被有效降解,说明厌氧处理效果较好。氨氮是厌氧处理过程中的一种重要指标,反映污水中的蛋白质分解情况,较低的氨氮含量表明氨氮被有效地转化为沼气,说明厌氧处理效果较好。故而生化需氧量和氨氮含量的监测值在处理过程中是逐渐减小且逐渐接近于对应标准值的变化过程。
获取厌氧处理池中的营养元素剩余含量,分析厌氧处理效果评估系数,为设定的营养元素参照剩余含量。厌氧处理过
程中,随着厌氧处理时间的增加,微生物通过分解有机废物来获取能量和营养,其中一部分
营养元素会被微生物利用,进而导致有机废物中的营养元素含量减少。
在本发明的又一具体实施例中,所述对厌氧处理进度进行调控分析的内容包括:实时获取厌氧处理效果评估系数,当厌氧处理效果评估系数在设定时间段内保持不变时,表示厌氧处理效果评估系数达到稳态值,进而提取厌氧处理效果评估系数的稳态值,将其与预设的标准厌氧系数对比,若其小于预设的标准厌氧系数,则对厌氧处理池的温度进行调控。
需要说明的,所述对厌氧处理池的温度进行调控的方式为:将各厌氧性能指征的监测值与对应厌氧性能指征的标准值之间的比值记为各厌氧性能指征的达标度,筛选出达标度最小值对应的厌氧性能指征,从污水处理记录表中获取该厌氧性能指征在各温度下的反应速率,进而筛选出反应效率最大值对应的温度,将其作为厌氧处理池的调控温度。
本发明实时监测水解反应达标时长,及时添加水解药剂来初步调整水解反应进度,并获取水解时差,据此对各种厌氧药物初步添加含量进行设定,以及根据厌氧处理效果评估系数对厌氧处理进度进行再次调控分析,可以避免厌氧处理进度出现进一步延迟情况,保证厌氧处理按照预定计划进行,避免长时间延迟对后续工作产生不利影响,保证了污水处理进度的连续性,并根据实际效果对处理进度进行调整,确保达到期望的处理效果,这样可以有效控制处理进度,避免不必要的延迟和浪费,使得处理过程更加可控和高效。
所述好氧处理进度调控模块用于获取厌氧处理反应时长,据此确认好氧处理池的曝气量,并绘制溶解氧浓度变化曲线,据此判断是否需要调控曝气周期,进而对其作相应调整。
需要说明的,所述厌氧处理反应时长获取方式为:当厌氧处理效果评估系数在设定时间段内保持不变时,获取该设定时间段的结束时刻,进而将该设定时间段的结束时刻与厌氧处理开始时刻之间的间隔时长作为厌氧处理反应时长。
在本发明的具体实施例中,所述确认好氧处理池的曝气量方法为:L1、采集好氧处
理池中的污水样品进行微生物培养,利用分子生物学技术进行菌种识别,根据不同好氧菌
落的形态、色素、大小等特征,识别出进入好氧处理池中的污水含有的好氧菌落种类,进而
根据污水处理记录表中的好氧菌落种类-适宜需氧量模型,得到各种好氧菌落对应适宜需
氧量,为好氧菌落种类编号,。
L2、确定好氧处理池中的曝气量,其中为设定的单位需氧量,为设定的单位需氧量与曝气量之间的单位转换系数,为厌氧处理反应时长,为厌
氧处理标准时长。
L3、按设定间隔距离对好氧处理池中的曝气位置进行排列设置,进而将相隔一个
位置的曝气位置记为采样点位置,得到各采样点位置,以各采样点位置为指定组别,并将除
各采样点位置以外的各剩余位置记为待定组别,进而将指定组别与待定组别按设定相同间
隔时长进行交替曝气,且单个曝气位置对应曝气量为,表示单个组别中的曝气位置
数量。
特别说明的,所述设定相同间隔时长为设定曝气时长加上设定曝气停止时长,曝气停止时长即为曝气周期。
本发明将曝气位置按设定间隔距离进行排列设置和组别分配,并进行间隔交替曝气,可以避免在好氧处理池中形成死区,即污水无法接触到氧气的区域,通过保证曝气位置的覆盖范围,确保好氧处理池中的所有污水都能够得到适当处理。
在本发明的又一具体实施例中,所述绘制溶解氧浓度变化曲线的内容如下:当好氧处理池处于停止曝气状态时,使用溶解氧电极仪获取各采样点位置的溶解氧浓度,均值计算得到好氧处理池单次曝气对应的溶解氧浓度,据此得到好氧处理池各次曝气对应的溶解氧浓度,进而以溶解氧浓度为纵坐标、曝气次数为横坐标,绘制溶解氧浓度变化曲线。
所述好氧处理池处于停止曝气状态即处于设定曝气停止时长内,曝气次数为设定提取次数。
在本发明的另一具体实施例中,所述判断是否需要调控曝气周期的内容包括:U1、获取进入好氧处理池中的污水水质,从污水处理记录表中提取对应污水水质的溶解氧浓度标准需求曲线,其中溶解氧浓度标准需求曲线以溶解氧浓度为纵坐标、曝气次数为横坐标。
需要说明的,所述污水水质指的是进入好氧处理池中的污水成分种类含量,其污水成分种类含量由安装在好氧处理池进水口处中的水质监测仪器检测得出。
U2、将溶解氧浓度变化曲线与溶解氧浓度标准需求曲线进行重叠对比,得到处于溶解氧浓度标准需求曲线上方和下方的交叉面积。
U3、将处于溶解氧浓度标准需求曲线上方的交叉面积与处于溶解氧浓度标准需求曲线下方的交叉面积进行对比,若处于溶解氧浓度标准需求曲线上方的交叉面积大于处于溶解氧浓度标准需求曲线下方的交叉面积,则需要缩减曝气周期,反之则需要增加曝气周期。
U4、将处于溶解氧浓度标准需求曲线上方的交叉面积和处于溶解氧浓度标准需求
曲线下方的交叉面积分别记为,当时,以作为
曝气周期缩减时长,为设定偏差面积,为设定单位偏差面积比对应调整时长;当时,以作为曝气周期增加时长,其中曝气周期指的是曝气
停止时长,根据污水性质合理控制曝气周期,可以保证微生物有足够的时间进行氧化分解
代谢,并避免过度供氧或缺氧的情况发生。
本发明通过监测厌氧处理反应时长和好氧处理池的溶解氧浓度,精确确定好氧处理池所需的曝气量,并适当调整曝气周期时长,可以提高氧气在污水中的传质效率,保证池内溶解氧浓度达到最佳状态,有助于加快污水中有机物的降解速度,确保好氧处理池中的微生物充分氧化有机物质、减少残留污染物,从而改善污水处理的水质,并进一步保证了污水处理效果的均衡性和高效性。
所述污水处理记录表用于存储水质成分种类-厌氧药物种类匹配表、水质成分含量-厌氧药物含量变化表,存储厌氧处理过程对应的厌氧性能指征及各厌氧性能指征对应的标准值、各厌氧性能指征在各温度下的反应速率,存储好氧菌落种类-适宜需氧量模型、各种污水水质的溶解氧浓度标准需求曲线。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本发明所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (1)
1.基于数字化分析的污水厂污水处理进度智能管理系统,其特征在于,该系统包括:
水解反应效果监测模块,用于实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数,判断是否需要添加药剂,并获取反应达标时长;
水解反应进度评估模块,用于将反应达标时长与预设水解时长进行对比作差,得到水解时差,进而执行厌氧处理进度检测模块;
厌氧处理进度检测模块,用于获取厌氧处理标准时长,并获取进入厌氧处理池中的污水水质成分,计算各种厌氧药物初步添加含量;
厌氧处理进度调控模块,用于实时获取厌氧处理效果评估系数,进而对厌氧处理进度进行调控分析;
好氧处理进度调控模块,用于获取厌氧处理反应时长,据此确认好氧处理池的曝气量,并绘制溶解氧浓度变化曲线,据此判断是否需要调控曝气周期,进而对其作相应调整;
污水处理记录表,用于存储水质成分种类-厌氧药物种类匹配表、水质成分含量-厌氧药物含量变化表,存储厌氧处理过程对应的厌氧性能指征及各厌氧性能指征对应的标准值,存储好氧菌落种类-适宜需氧量模型、各种污水水质的溶解氧浓度分布标准变化曲线;
所述水解反应效果监测模块与水解反应进度评估模块连接,水解反应进度评估模块与厌氧处理进度检测模块连接,厌氧处理进度检测模块与厌氧处理进度调控模块连接,厌氧处理进度调控模块与好氧处理进度调控模块连接,污水处理记录表分别与厌氧处理进度检测模块、厌氧处理进度调控模块、好氧处理进度调控模块连接;
所述水解反应器中的污水综合反应效果评估系数获取方式为:
获取水解反应器中污水的气体浓度、可溶性有机物浓度,据此分析水解反应器中污水的化学指标反应效果系数;/>,其中/>分别表示污水的气体浓度、可溶性有机物浓度,/>分别表示污水的气体浓度、可溶性有机物浓度对应设定参照值,/>分别表示设定的气体浓度、可溶性有机物浓度对应占比权值;
获取水解反应器中污水的浊度、悬浮物浓度,据此分析水解反应器中污水的物理特征反应效果系数;/>,其中/>分别表示污水的浊度、悬浮物浓度,/>分别表示污水的浊度、悬浮物浓度对应设定参照值,/>分别表示浊度、悬浮物浓度对应的设定占比权值;
由分析公式得到水解反应器中的污水综合反应效果评估系数,e为自然常数;
所述获取反应达标时长的内容包括:
实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数,统计在预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数,将预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数进行对比,若在预设水解时长内某反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数相同,则获取该反应时刻,将该反应时刻与水解反应开始时刻之间的间隔时长作为反应达标时长;
若在预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数均小于预设的标准评估系数,将预设水解时长对应结束时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数作差,得到反应效果偏差系数,计算水解反应药剂调控影响因子/>,其中/>为设定的效果偏差系数参照值,/>为设定的偏差修正比例;
设定各种水解药剂单次添加的基础含量,/>表示水解药剂种类编号,/>,进而评估各种水解药剂预计添加含量/>;
向水解反应器中添加各种水解药剂后,实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数,再次将污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数进行对比,当某反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数相同时,提取该反应时刻,进而得到反应达标时长;
所述计算各种厌氧药物初步添加含量的方式为:
获取进入厌氧处理池中的污水水质成分种类及各种水质成分含量,进而基于污水处理记录表中的水质成分种类-厌氧药物种类匹配表,得出厌氧处理池中需要添加的各种厌氧药物;
基于污水处理记录表中的水质成分含量-厌氧药物含量变化表,得到各种厌氧药物需求含量,/>表示厌氧药物种类编号,/>;
计算各种厌氧药物初步添加含量,其中/>表示水解时差,/>表示设定的参照水解时差,/>表示设定的厌氧药物添加含量浮动值,/>表示水解时差为延迟时长,/>表示水解时差为缩减时长;
所述水解时差具体指的是:将反应达标时长与预设水解时长进行对比作差,若反应达标时长大于或等于预设水解时长,则将水解时差记为延迟时长,反之则将水解时差记为缩减时长;
所述厌氧处理效果评估系数的获取方式为:
从污水处理记录表中提取厌氧处理过程对应的厌氧性能指征及各厌氧性能指征对应的标准值,由此对各厌氧性能指征进行数值监测,得到厌氧处理过程对应各厌氧性能指征的监测值,/>表示厌氧性能指征编号,/>;
将厌氧处理过程对应各厌氧性能指征的监测值与标准值进行对比,计算厌氧处理过程对应的指征性能达标度,其中/>表示第/>个厌氧性能指征的标准值,/>表示设定的偏差系数调控因子,/>表示厌氧性能指征数量;
获取厌氧处理池中的营养元素剩余含量,分析厌氧处理效果评估系数,/>为设定的营养元素参照剩余含量;
所述对厌氧处理进度进行调控分析的内容包括:实时获取厌氧处理效果评估系数,进而提取厌氧处理效果评估系数的稳态值,将其与预设的标准厌氧系数对比,若其小于预设的标准厌氧系数,则对厌氧处理池的温度进行调控;
所述确认好氧处理池的曝气量方法为:
L1、识别进入好氧处理池中的污水含有的好氧菌落种类,获取各种好氧菌落对应适宜需氧量,/>为好氧菌落种类编号,/>;
L2、确定好氧处理池中的曝气量,其中/>为设定的单位需氧量,为设定的单位需氧量与曝气量之间的单位转换系数,/>为厌氧处理反应时长,/>为厌氧处理标准时长;
L3、按设定间隔距离对好氧处理池中的曝气位置进行排列设置,进而将相隔一个位置的曝气位置记为采样点位置,得到各采样点位置,以各采样点位置为指定组别,并将除各采样点位置以外的各剩余位置记为待定组别,进而将指定组别与待定组别按设定相同间隔时长进行交替曝气,且单个曝气位置对应曝气量为,/>表示单个组别中的曝气位置数量;
所述绘制溶解氧浓度变化曲线的内容如下:当好氧处理池处于停止曝气状态时,使用溶解氧电极仪获取各采样点位置的溶解氧浓度,均值计算得到好氧处理池单次曝气对应的溶解氧浓度,据此得到好氧处理池各次曝气对应的溶解氧浓度,进而以溶解氧浓度为纵坐标、曝气次数为横坐标,绘制溶解氧浓度变化曲线;
所述判断是否需要调控曝气周期的内容包括:
U1、获取进入好氧处理池中的污水水质,从污水处理记录表中提取对应污水水质的溶解氧浓度分布标准变化曲线;
U2、将溶解氧浓度变化曲线与溶解氧浓度分布标准变化曲线进行重叠对比,得到处于溶解氧浓度分布标准变化曲线上方和下方的交叉面积;
U3、将处于溶解氧浓度分布标准变化曲线上方的交叉面积与处于溶解氧浓度分布标准变化曲线下方的交叉面积进行对比,若处于溶解氧浓度分布标准变化曲线上方的交叉面积大于处于溶解氧浓度分布标准变化曲线下方的交叉面积,则需要增加曝气周期,反之则需要缩减曝气周期;
U4、将处于溶解氧浓度分布标准变化曲线上方的交叉面积和处于溶解氧浓度分布标准变化曲线下方的交叉面积分别记为,当/>时,以/>作为曝气周期缩减时长,/>为设定偏差面积,/>为设定单位偏差面积比对应调整时长;当/>时,以/>作为曝气周期增加时长。
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