TWI648223B - 污水處理監控系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種污水處理監控系統,其包含污水處理系統及雲端監控平台。污水處理系統包含複數個污水處理單元,設置水位資料監測器、設備資料監測器及水質資料監測器,以監測污水處理單元中之水位高度數據、操作狀態數據及水質監測數據。即時監測數據上傳至雲端監控平台之數據資料庫,與智慧資料庫中儲存的水位臨界值、設備異常條件及水質連續監測資料進行比較,判定污水處理系統是否發生異常,發出異常訊息以通知操作人員進行適當之處理或調整。

Description

污水處理監控系統
本發明是關於一種污水處理監控系統,特別是關於一種利用感測設備即時監測污水處理系統之運作,將監測到之數據與雲端監控平台中儲存之資料進行比對,判斷污水處理系統是否出現異常之智慧型監控系統。
習知的污水處理系統,大多具有下列的基本處理步驟,如攔截垃圾異物、讓污水靜置使泥沙沉澱、進行氧化分解或者加入藥劑消毒等程序,讓工業廢水或家庭廢水經過處理後才排放至外界環境當中,避免當中之污染物或病菌危害自然生態中的水資源。然而光是污水種類不同,處理的複雜程度與要求就會有所變化,例如工業廢水可能需要處理重金屬材料或有毒物質的殘留,家庭廢水則需要較多有機物分解的處理等。這些都會影響到最後排放之水質。以往的污水處理系統,大多是定時抽檢相關設備或儲存池之狀態,或者定時檢測排放口之水質來確保符合放流標準。但是這樣的監控方式往往不夠即時,要是水質出現問題,待檢測發現異常時,進行檢測前的這段期間所排出的污水可能已造成污染而來不及補救。
另外,考量人力的資源配置及成本,每個污水處理系統不易設置特定的人員持續進行監控,因此都是異常發生一段時間後,才能找到對應之操作人員或進行相關之調整。而操作人員的經驗,又是無法預測的變因,人員偷懶疏失造成檢驗不確實,或者為了達到排放標準投入過量的藥劑等,都是利用目前管控污水處理系統常面臨之問題。
有鑑於此,如何設計一種即時監測污水處理系統,在各種污水處理程序進行時,能即時且持續的監測污水處理系統之狀態,確保放流之水質能符合排放標準,同時還能提升操作效率以減少不必要的人力成本浪費,將是污水處理業者需要的重要技術。因此,本發明之發明人思索並設計一種污水處理監控系統,針對現有技術之缺失加以改善,進而增進產業上之實施利用。
有鑑於上述習知技藝之問題,本發明之目的就是在提供一種污水處理監控系統,以解決習知無法即時監測污水處理系統,且無法藉由與已知資料比對來提早得知異常發生之問題。
根據本發明之一目的,提出一種污水處理監控系統,其包含污水處理系統以及雲端監控平台。其中,污水處理系統包含複數個污水處理單元、水位資料監測器、設備資料監測器以及水質資料監測器。複數個污水處理單元分別具有污水容納空間,污水容納空間之間藉由污水管線互相連接。待處理之污水由進流管道流入污水處理系統,利用對應污水容納空間設置之污水處理設備進行污水處理程序後,由放流管道排出。水位資 料監測器設置於預設之污水容納空間當中,監測污水於污水容納空間當中之水位高度數據。設備資料監測器連接於污水處理設備,監測污水處理設備之操作狀態數據。水質資料監測器設置於預設之複數個污水處理單元當中,檢測污水於對應之污水容納空間中之水質監測數據。雲端監控平台透過網際網路連線方式與污水處理系統連接。雲端監控平台包含數據資料庫、智慧資料庫以及處理器。數據資料庫儲存由水位資料監測器、設備資料監測器及水質資料監測器上傳之水位高度數據、操作狀態數據及水質監測數據。智慧資料庫連接於數據資料庫,儲存污水處理系統歷史數據之水質連續監測資料,並且儲存使用者所設定之水位臨界值及設備異常條件。處理器連接於數據資料庫及智慧資料庫,即時比對水位高度數據與水位臨界值、操作狀態數據與設備異常條件及水質監測數據與水質連續監測資料,當比對結果發生異常時,傳送異常訊息至操作人員。
較佳地,污水容納空間可包含污水處理池、污水儲存槽或污水處理渠道。
較佳地,污水處理系統可進一步包含監測資料收集器,透過物聯網與水位資料監測器、設備資料監測器及水質資料監測器相連,接收水位高度數據、操作狀態數據及水質監測數據,並經由網際網路連線上傳至數據資料庫。
較佳地,水質監測數據可包含溫度、導電度、酸鹼值、溶氧量及懸浮微粒量。
較佳地,水質連續監測資料可依照時間區間連續記錄水質資料監測器所偵測到之水質監測數據,並扣除偵測之無效數據及遺失數據,儲存於智慧資料庫當中。
較佳地,處理器可比對水質監測數據與水質連續監測資料之相關性,藉由計算水質監測數據與水質連續監測資料之差異值,評估差異值之變異性來確認是否為異常狀態。
較佳地,污水處理系統可包含複數個污泥處理單元,分別具有污泥容納空間,污泥容納空間之間藉由污泥管線互相連接。複數個污水處理單元產生之污泥,利用對應污泥容納空間設置之污泥處理設備進行污泥處理程序,將污泥處理後廢棄,產生之廢水重新回流至污水處理系統進行污水處理程序。
較佳地,污泥容納空間可設置水位資料監測器,監測污泥於污泥容納空間當中之水位高度數據,並將水位高度數據上傳至數據資料庫。
較佳地,污泥處理設備可設置設備資料監測器,監測污泥處理設備之操作狀態數據,並將操作狀態數據上傳至數據資料庫。
較佳地,雲端監控平台可進一步包含控制指令資料庫,當即時比對結果發生異常時,處理器將控制指令資料庫中對應之控制指令傳送至產生異常之污水處理設備,直接調整污水處理設備之操作參數以調整操作之狀態。
承上所述,依本發明之污水處理監控系統,其可具有一或多個下述優點:
(1)此污水處理監控系統能利用水位資料監測器、設備資料監測器及水質資料監測器即時監測污水處理系統之處理狀態,並且將資料上傳至雲端監控平台,讓使用者能對污水處理系統進行即時監控,減少異常狀態發生時間,提高處理應變之效率。
(2)此污水處理監控系統能藉由即時監測資料與智慧資料庫所儲存之水位臨界值、設備異常條件及水質連續監測資料進行比對,判斷污水處理系統當中之污水水位、設備狀態及污水水質是否產生異常變化,提出異常訊息之警示以及早採取應變措施,持續維持污水處理系統正常運作之狀態。
(3)此污水處理監控系統能在異常發生時,利用控制指令直接調整污水處理設備參數,即時解決異常問題,避免人工操作進行過度的調整,降低整體人力及設備資源之浪費。
10‧‧‧污水處理系統
11、12、13‧‧‧第一、第二、第三污水處理單元
11a、12a、13a‧‧‧第一、第二、第三污水容納空間
11b、12b、13b‧‧‧第一、第二、第三污水處理設備
111、121、131‧‧‧第一、第二、第三水位資料監測器
112、122、132‧‧‧第一、第二、第三設備資料監測器
113、123、133‧‧‧第一、第二、第三水質資料監測器
14‧‧‧無線傳輸裝置
15‧‧‧進流口
16‧‧‧放流口
17‧‧‧進流管道
18‧‧‧污水管線
19‧‧‧放流管道
20‧‧‧雲端監控平台
21‧‧‧數據資料庫
22‧‧‧智慧資料庫
23‧‧‧處理器
201‧‧‧異常訊息
31‧‧‧攔污池
31a、32a、36a、37a、41a、43a‧‧‧水位資料監測器
32‧‧‧沈砂除油池
33、51‧‧‧調勻池
34、52‧‧‧氧化深渠
35、53‧‧‧最終沉澱池
36‧‧‧消毒池
37、54‧‧‧放流池
41‧‧‧污泥貯槽
42‧‧‧重力濃縮池
43‧‧‧廢水收集池
51a、52a、54a‧‧‧水質資料監測器
第1圖係為本發明之污水處理監控系統之示意圖。
第2圖係為本發明之實施例之污水處理系統之示意圖。
第3圖係為本發明之實施例之水質監測器設置之示意圖。
為利貴審查委員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效,茲將本發明配合附圖,並以實施例之表達形式詳細說明如下,而其中所使用之圖式,其主旨僅為示意及輔助說明書之用,未必為本 發明實施後之真實比例與精準配置,故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍,合先敘明。
請參閱第1圖,其係為本發明之污水處理監控系統之示意圖。如圖所示,污水處理監控系統包含污水處理系統10以及雲端監控平台20,兩者可藉由有線或無線的網際網路連線方式互相連接。污水處理系統10可為各地區的大型污水處理廠、住家社區的小型污水處理廠、或是工廠的污水處理設施等,本實施例以單一污水處理系統10為例來說明,但污水處理監控系統也可讓雲端監控平台20同時連接於多個污水處理系統,即時進行監控。待處理之污水由進流口15經由進流管道17流入,經過多個處理程序後由放流管道19導至放流口16排出。污水處理系統10當中設有第一污水處理單元11、第二污水處理單元12以及第三污水處理單元13,每個污水處理單元分別進行不同之污水處理程序,例如過濾或沉澱污水中之異物、氧化分解有機物、加入藥劑消毒等。污水處理程序執行的方式包含設置各自的污水容納空間,待污水進入後,再由對應之處理設備執行污水處理程序。如本實施例所示,第一污水處理單元11包含第一污水容納空間11a及第一污水處理設備11b,第二污水處理單元12包含第二污水容納空間12a及第二污水處理設備12b,第三污水處理單元13包含第三污水容納空間13a及第三污水處理設備13b,各個污水容納空間之間以污水管線18連接。這裡所述的污水容納空間包含污水處理池、污水儲存槽或污水處理渠道等,依照處理程序之需求情況來設置,因此,各種不同需求或不同規模之污水處理系統可包含不同數量之污水處理單元,其數量不侷限於本實施例所述之三個污水處理單元。
在上述的污水處理系統10當中,在各個污水處理單元當中會設置相關的感測器來監測污水處理的情況,同樣如第1圖所示,第一污水處理單元11包含第一水位資料監測器111、第一設備資料監測器112以及第一水質資料監測器113。第一水位資料監測器111與第一水質資料監測器113設置在第一污水容納空間11a,分別監測污水在空間中的水位高度以及污水處理之水質情況,第一設備資料監測器112連接於第一污水處理設備11b,監測第一污水處理設備11b的設備操作狀態。同樣地,第二污水處理單元12也可包含第二水位資料監測器121、第二設備資料監測器122以及第二水質資料監測器123;第三污水處理單元13可包含第三水位資料監測器131、第三設備資料監測器132以及第三水質資料監測器133。第二及第三污水處理單元12、13當中監測器設置之方式可同於第一污水處理單元11,但本發明不以此為限,水位資料監測器及水質資料監測器也可僅設置在預設的污水處理單元之中,監測特定程序的處理狀態,而非設置在每一個污水處理單元當中。另外,設備資料監測器不一定是獨立的感測裝置,亦可為擷取及傳輸裝置,直接抓取污水處理設備上之操作參數資料或運轉狀態資料,再上傳至雲端監控平台20。
再次以第一污水處理單元11為例,第一水位資料監測器111、第一設備資料監測器112以及第一水質資料監測器113所監測到之水位高度數據、操作狀態數據以及水質監測數據,可利用無線傳輸方式傳送至雲端監控平台20之數據資料庫21。這裡所述的無線傳輸方式是利用無線傳輸裝置14來傳送監測資料,此無線傳輸裝置14可為無線網路基地台,讓各個監測器可利用WiFi傳輸方式連上網際網路,將資料上傳至數據資料庫 21。或者無線傳輸裝置14亦可為資料收集器,利用物聯網與第一水位資料監測器111、第一設備資料監測器112以及第一水質資料監測器113連接,接收並整合各個監測數據後,再由無線傳輸裝置14一同上傳至數據資料庫21。同樣地,第二污水處理單元12及第三污水處理單元13亦可用相同之方式來上傳監測數據。
雲端監控平台20之數據資料庫21儲存了上傳之水位高度數據、操作狀態數據及水質監測數據,而智慧資料庫22則連接於數據資料庫21,將各個水質監測器所測量之歷史數據,儲存成為水質連續監測資料,此水質連續監測資料,可包含了每日、每周、每月、每季的連續資料,亦即在特定時間區間內,所有水質監測指標的數據。在此,若有發生異常之監測數據,或是監測設備故障無法取得正確監測數據,都必須將其時間區間之資料扣除。藉由有效監測記錄值百分率之計算,可以查核並確保資料傳輸數據之有效性,其計算方式可以下列公式計算。
其中,P為有效監測記錄值百分率,T為時間區間的總 監測數據D u為監測器中無效數據,D m為監測器中遺失數據。
在確保智慧資料庫22當中之水質連續監測資料之有效性後,於第一污水處理單元11運作的同時,雲端監控平台20當中之處理器23可比對第一水質監測器113即時測得的水質監測數據與智慧資料庫22當中之水質連續監測資料,進行相關性的分析。利用即時水質監測數據與水質連續監測資料當中數據之差值,計算算數平均值、差值標準偏差、信賴係數、相對誤差測試查核之相對準確度及平均差值等特徵值,當這些特徵值超過 預設的臨界值時,判定第一污水處理單元11當中之水質發生異常。此時,處理器23可傳送異常訊息201至污水處理系統10之操作人員,例如傳送簡訊至操作人員之隨身手持裝置,通知第一污水處理單元11發生問題,需要盡快採取適當之應變措施,避免水質持續惡化。或者也可在雲端監控平台發布異常訊息,讓連上此平台之監控人員能得知水質產生異常,而能即時的做出對應的處理。
再者,智慧資料庫22也儲存使用者設定之水位臨界值及設備異常條件,當第一污水處理單元11當中之第一水位資料監測器111偵測到第一污水容納空間11a當中污水的水位高於最高臨界值或低於最低臨界值時,處理器23判斷水位高度異常,藉由傳送異常訊息201對操作人員提出預警,讓操作人員能適時提高或降低流量以調整水位高度問題,避免第一污水處理設備11b空轉或者無法處理過多的水量。除此之外,設備異常條件則是針對第一污水處理設備11b的操作狀態進行監控,例如處理器23可比對第一污水處理設備11b連續運轉是否超過設備異常條件內之設定,當監測到持續運轉超過預設時間時,通知操作人員檢查設備或者考慮替換或重啟設備,避免過度運轉損壞第一污水處理設備11b。另外,雲端監控平台20還可包含控制指令資料庫,儲存發生異常時,不同情況所對應之控制指令,當處理器比對發現異常時,可直接將對應之控制指令回傳至污水處理單元當中,例如第一污水處理設備11b出現異常時,直接由對應之控制指令調整第一污水處理設備11b之操作參數,調整機台設備之操作狀態以避免異常持續發生。上述雲端監控平台20之架構及監控方式,也可同樣適用於 第二污水處理單元12及第三污水處理單元13,因而構成整體之污水處理監控系統。
請參閱第2圖,其係為本發明之實施例之污水處理系統之示意圖。如圖所示,本實施例之污水處理系統包含多個污水處理單元及多個污泥處理單元,其中污水處理單元包含攔污池31、沈砂除油池32、調勻池33、氧化深渠34、最終沉澱池35、消毒池36以及放流池37,藉由污水管線連接。污水由進流口流入後,經過上述污水容納空間當中設置之污水處理設備處理後,由放流口放流排出。上述之污水處理單元可分別對應不同之污水處理設備,例如攔污池31可設置攔污機及輸送機;沈砂除油池32設置攪拌機、洗砂機、抽砂泵及洗砂廢水泵;調勻池33包括攪拌機及鼓風機;氧化深渠34設置曝氣機;最終沉澱池35包括刮泥機及浮渣泵;消毒池36設置抽水泵、加藥機及除臭機;放流池37設置抽水泵,上述污水處理設備之機台數量均可依污水處理系統之規模來調整。在每一個機台設備上都可裝設設備資料監測器,即時監測每一個污水處理設備操作之狀態。水位資料監測器31a、32a、36a、37a則可選擇裝設在重要的攔污池31、沈砂除油池32、消毒池36以及放流池37等,監測主要污水處理程序當中的水位高度。
除了多個污水處理單元外,污水處理系統還可設置多個污泥處理單元,其包含污泥貯槽41、重力濃縮池42以及廢水收集池43。在最終沉澱池35產生之污泥,先經由污泥管線輸送到污泥貯槽41暫存,部分污泥經由重力濃縮後形成廢棄污泥,另一部分則回流至調勻池33。而污泥處理程序中產生之廢水,則收集到廢水收集池43,重新回到氧化深渠34進行污水處理程序。污泥處理單元之污泥貯槽41可包括進料泵、迴流污泥泵、輸 送機、脫水機;重力濃縮池42設置攪拌機;廢水收集池43設置抽水泵等污泥處理設備。與污水處理單元類似,污泥處理單元也在每一機台設備裝設設備資料監測器,即時監測每一個污泥處理設備操作之狀態。水位資料監測器41a、43a則選擇性的裝設在污泥貯槽41重力濃縮池42以及廢水收集池43,監測污泥處理程序當中污泥容納空間的水位高度。
請參閱第3圖,其係為本發明之實施例之水質監測器設置之示意圖。如圖所示,本實施例之污水處理系統包含多個污水處理單元,如調勻池51、氧化深渠52、沉澱池53以及放流池54,可參考前一實施例之設置,除了針對污水容納空間進行水位監測及針對污水處理設備進行狀態監測外,還必須對其中的污水水質進行監測。以本實施例為例,水質資料監測器51a、52a、54a可分別設置於調勻池51、氧化深渠52以及最終的放流池54,利用前、中、後段污水處理程序當中污水水質的變化,判定水質是否異常。水質資料檢測器設置之位置,依據污水處理系統之變化也可設置在其他污水處理單元當中,不侷限於本實施例所設置之位置。
這些水質資料監測器51a、52a、54a,可利用感測器分別檢測污水的溫度、導電度、酸鹼值、溶氧量及懸浮微粒量,這些項目依照設定條件,例如溫度設定的區間、酸鹼值設定的區間或是懸浮微粒的濃度等,分別由感測器取得不同條件之監測記錄數值,再將這些數值上傳至雲端監控平台之數據資料庫,由處理器比對這些即時監測記錄數值與智慧資料庫當中之水質連續監測資料的相關性,判斷處理之水質當中,各個監測項目是否產生異常。
相關性的判斷可包含利用即時水質監測數據與水質連續監測資料當中數據之差值,計算算數平均值、差值標準偏差、信賴係數、相對誤差測試查核之相對準確度及平均差值等特徵值。其計算方式包含下列公式(1)~(5):
其中,為「即時監測記錄」與「水質連續監測資料」數據差值之算術平均值;d i 為「即時監測記錄」與「水質連續監測資料」數據之差值;n為監測紀錄次數;Sd為「即時監測記錄」與「水質連續監測資料」數據差值之標準偏差;CC為信賴係數(confidence coefficient);t為檢定值。
以下分別對於水質檢測實際的溫度、導電度、酸鹼值、溶氧量及懸浮微粒量等範例進行說明。首先針對溫度的檢測,可視污水處理單元設置方式來調整,若是露天之處理池,將會受到日照期間影響而使早晚偵測到之溫度有明顯差距,例如白天溫度維持於約26℃,而夜間則維持在約23℃,智慧資料庫紀錄此處理池每日、每周、及每季的變化,建立溫度變化曲線,當即時監測到的溫度數據明顯偏離曲線時,產生異常訊息通知操作者或管理人員。再以導電度為例,處理池當中一日之連續監測數值均 在3.5μs/cm至3.9μs/cm間,低導電度數值反映出受污染程度相對為輕,若是水質資料監測器即時偵測到之數值超過上述數值,或是即時偵測到之數值與連續監測數值差距持續提高,則判斷導電度發生異常。同樣針對溶氧量、酸鹼度及懸浮微粒量之檢測,利用連續偵測資料於智慧資料庫當中建立每日之變化曲線,例如溶氧量可介於2ppm至7ppm間、pH值在8至10之間以及懸浮固體在55mg/L至72mg/L間。因此,當即時監測數據超過預設臨界值或是與標準之差值持續擴大,系統則判斷產生異常。這些異常發生時,除了發出異常通知外,也可依預設控制方式直接傳送操作指令至各個污水處理設備,例如增加加藥機的投藥量,增加攪拌或沉澱時間等,待原本異常之數據回到正常範圍內時,在回復到原本的機台設定,使整體污水處理系統更有效率的處理異常狀況。
以上所述僅為舉例性,而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇,而對其進行之等效修改或變更,均應包含於後附之申請專利範圍中。

Claims (8)

  1. 一種污水處理監控系統,其包含:一污水處理系統,其包含:複數個污水處理單元,該複數個污水處理單元分別具有一污水容納空間,該污水容納空間之間藉由一污水管線互相連接,待處理之一污水由一進流管道流入該污水處理系統,利用對應該污水容納空間設置之一污水處理設備進行一污水處理程序後,由一放流管道排出;一水位資料監測器,設置於預設之該污水容納空間當中,監測該污水於該污水容納空間當中之一水位高度數據;一設備資料監測器,連接於該污水處理設備,監測該污水處理設備之一操作狀態數據;以及一水質資料監測器,設置於預設之該複數個污水處理單元當中,檢測該污水於對應之該污水容納空間中之一水質監測數據;以及一雲端監控平台,係透過一網際網路連線方式與該污水處理系統連接,該雲端監控平台包含:一數據資料庫,儲存由該水位資料監測器、該設備資料監測器及該水質資料監測器上傳之該水位高度數據、該操作狀態數據及該水質監測數據;一智慧資料庫,連接於該數據資料庫,儲存該污水處理系統歷史數據之一水質連續監測資料,並且儲存一使用者所設定之一水位臨界值及一設備異常條件;以及一處理器,連接於該數據資料庫及該智慧資料庫,即時比對該水位高度數據與該水位臨界值、該操作狀態數據與該設備異常條件及該水質監測數據與該水質連續監測資料,當比對結果發生異常時,傳送一異常訊息至一操作人員;其中該處理器比對該水質監測數據與該水質連續監測資料之相關性,藉由計算該水質監測數據與該水質連續監測資料之一差異值,評估該差異值之變異性來確認是否為異常狀態;其中該水質連續監測資料係依照一時間區間連續記錄該水質資料監測器所偵測到之該水質監測數據,並扣除偵測之一無效數據及一遺失數據,儲存於該智慧資料庫當中。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之污水處理監控系統,其中該污水容納空間包含一污水處理池、一污水儲存槽或一污水處理渠道。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之污水處理監控系統,其中該污水處理系統進一步包含一監測資料收集器,透過一物聯網與該水位資料監測器、該設備資料監測器及該水質資料監測器相連,接收該水位高度數據、該操作狀態數據及該水質監測數據,並經由網際網路連線上傳至該數據資料庫。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之污水處理監控系統,其中該水質監測數據包含溫度、導電度、酸鹼值、溶氧量及懸浮微粒量。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之污水處理監控系統,其中該污水處理系統包含複數個污泥處理單元,分別具有一污泥容納空間,該污泥容納空間之間藉由一污泥管線互相連接,該複數個污水處理單元產生之一污泥,利用對應該污泥容納空間設置之一污泥處理設備進行一污泥處理程序,將該污泥處理後廢棄,產生之一廢水重新回流至該污水處理系統進行該污水處理程序。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之污水處理監控系統,其中該污泥容納空間設置該水位資料監測器,監測該污泥於該污泥容納空間當中之該水位高度數據,並將該水位高度數據上傳至該數據資料庫。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之污水處理監控系統,其中該污泥處理設備設置該設備資料監測器,監測該污泥處理設備之該操作狀態數據,並將該操作狀態數據上傳至該數據資料庫。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之污水處理監控系統,其中該雲端監控平台進一步包含一控制指令資料庫,當即時比對結果發生異常時,該處理器將該控制指令資料庫中對應之一控制指令傳送至產生異常之該污水處理設備,直接調整該污水處理設備之一操作參數以調整操作之狀態。
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107389887A (zh) * 2017-07-26 2017-11-24 深圳市盛路物联通讯技术有限公司 一种水质监测方法和系统
CN109557870B (zh) * 2017-09-26 2021-11-30 西安国仪测控股份有限公司 智能多级气浮自动监控和调节系统
CN108152467A (zh) * 2017-12-29 2018-06-12 天津青年志科技有限公司 一种工业污水检测装置
CN109019715B (zh) * 2018-08-20 2020-06-05 山东润一智能科技有限公司 医疗污水处理安全立体监测云平台、系统及其方法
CN109410088A (zh) * 2018-11-21 2019-03-01 高瓴环境科技有限公司 一种应用物联网技术的污水处理方法
CN110119105A (zh) * 2019-02-25 2019-08-13 厦门四联信息技术有限公司 一种基于物联网远程测控终端的污水处理监测系统
CN110006481A (zh) * 2019-02-28 2019-07-12 重庆工商大学 应用于污水处理的水质监测设备
CN110176068B (zh) * 2019-04-04 2023-08-08 广州资源环保科技股份有限公司 污水处理站管理平台的交互控制方法、系统和存储介质
CN109901542B (zh) * 2019-04-10 2020-08-07 上海上实龙创智能科技股份有限公司 一种基于物联网的污水处理方法、云平台及系统
CN110274632A (zh) * 2019-07-24 2019-09-24 浙江创韵环境科技有限公司 一种基于无线传感器网络的污水监测系统
CN110716978A (zh) * 2019-08-23 2020-01-21 生态环境部华南环境科学研究所 一种山区水库式水源地智能管理方法
CN110673566B (zh) * 2019-10-23 2022-06-07 上海交通大学 一种污水混合收集管网的多层智慧监管系统与运行方法
CN110950490A (zh) * 2019-11-07 2020-04-03 启东市华冶金属材料有限公司 基于物联网的移动式水处理装置
CN111355813A (zh) * 2020-03-24 2020-06-30 四川光和兴科技有限公司 智能远程监测及数据分析系统
DE102020113688A1 (de) * 2020-05-20 2021-11-25 Daniel Hill Steuersystem für ein Trinkwasseraufbereitungssystem und Trinkwasseraufbereitungssystem
CN111825273B (zh) * 2020-06-05 2022-06-10 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种用于城市排水管网的污水处理系统
CN111762824A (zh) * 2020-06-24 2020-10-13 江苏荣泽信息科技股份有限公司 一种基于区块链的污水处理监控系统
CN112028150A (zh) * 2020-10-13 2020-12-04 湖南中雁环保科技有限公司 一种污水处理用智能加药装置
CN112749887A (zh) * 2020-12-30 2021-05-04 中海油天津化工研究设计院有限公司 一种智慧化海上平台生活污水处理系统
CN112965429A (zh) * 2021-01-14 2021-06-15 北京朗新明环保科技有限公司 一种用于智能水处理系统的预报警方法
CN112946217A (zh) * 2021-01-29 2021-06-11 湖北境晨环境科技有限公司 一种污水水质在线监测预警装置和系统
CN113114727A (zh) * 2021-03-22 2021-07-13 浙江创韵环境科技有限公司 一种用于污水监测系统数据传输管理的方法
CN115128999A (zh) * 2021-03-24 2022-09-30 北京中科润金环保工程股份有限公司 一种一体化分散式农村污水处理站智能控制系统
CN113387429A (zh) * 2021-06-29 2021-09-14 黑龙江大学 一种水环境生态桩
TWI769902B (zh) * 2021-07-30 2022-07-01 馮世宏 雲端廢水水質監測與自動加藥系統
CN113666457A (zh) * 2021-08-31 2021-11-19 重庆夏软科技有限公司 一种基于水质监测的净水优化系统及方法
CN113750418B (zh) * 2021-09-03 2022-12-02 南京机电职业技术学院 基于总线模式的物联网设备自动控制的可靠策略
CN114167017B (zh) * 2021-12-01 2023-04-18 上海水天一线环境科技有限公司 一种市政污水监控预警控制系统
CN114372672B (zh) * 2021-12-07 2023-01-31 苏州水云境科技有限公司 废水处理线排放监管方法及系统、计算机设备和存储介质
CN114351828B (zh) * 2022-01-17 2024-06-18 大唐融合通信股份有限公司 一种污水处理方法、装置及控制设备
CN114751584A (zh) * 2022-03-17 2022-07-15 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种火电厂废水零排放非线性数学规划系统及方法
CN114813192B (zh) * 2022-05-07 2023-03-21 安徽中科大国祯信息科技有限责任公司 一种用于农村污水的污水处理设施状态及能耗监测系统及方法
CN114995311B (zh) * 2022-06-09 2023-08-04 浙江桐梧环保科技有限公司 一种污泥处理智能化控制系统
WO2024015349A1 (en) * 2022-07-11 2024-01-18 Evoqua Water Technologies Llc Water treatment system
CN117030964A (zh) * 2023-10-07 2023-11-10 哈尔滨凯纳科技股份有限公司 一种用于水质分析仪的控制系统及方法
CN118459033B (zh) * 2024-07-08 2024-10-11 河北省科学院能源研究所 一种污泥处理池脱水前端控制系统
CN118529801B (zh) * 2024-07-26 2024-10-11 神美科技有限公司 一种基于大数据分析的污水处理智慧加药系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI487909B (zh) * 2012-11-19 2015-06-11 Huang Chu Huang 智慧型可攜式水質分析裝置
TWM505028U (zh) * 2014-12-26 2015-07-11 Xin-Xiao Liu 水處理雲端監測系統

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201295B (zh) * 1991-06-14 1993-03-01 Sonnenrein Uwe
US6917845B2 (en) * 2000-03-10 2005-07-12 Smiths Detection-Pasadena, Inc. Method for monitoring environmental condition using a mathematical model
US9565275B2 (en) * 2012-02-09 2017-02-07 Rockwell Automation Technologies, Inc. Transformation of industrial data into useful cloud information
US8209738B2 (en) * 2007-05-31 2012-06-26 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Analysis of distributed policy rule-sets for compliance with global policy
JP2010536102A (ja) * 2007-08-08 2010-11-25 ベイノート,インク. コンテキストに基づくコンテンツレコメンデーションの方法及び装置
WO2011068931A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 Siemens Industry, Inc. Systems and methods for nutrient removal in biological treatment systems
EP2552839A1 (en) * 2010-03-26 2013-02-06 Severn Trent Water Purification, Inc. Mainstream wastewater treatment
CA2859167C (en) * 2011-12-12 2021-03-16 Step Ahead Innovations, Inc. Submerged chemical indicator and holder
US9453477B2 (en) * 2012-03-23 2016-09-27 Concentric Power, Inc. Systems and methods for power cogeneration
US9551982B2 (en) * 2013-04-26 2017-01-24 Kabushiki Kaisha Toshiba Water treatment control apparatus and water treatment system
US20160115675A1 (en) * 2014-10-28 2016-04-28 Marcus Quigley Method for automated control of a combined greywater/stormwater system with forecast integration

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI487909B (zh) * 2012-11-19 2015-06-11 Huang Chu Huang 智慧型可攜式水質分析裝置
TWM505028U (zh) * 2014-12-26 2015-07-11 Xin-Xiao Liu 水處理雲端監測系統

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