一体化污水处理智能控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种一体化污水处理智能控制系统及控制方法。所述的控制系统包括：流量智能调节单元,用于保持污水处理池进水流量稳定在要求的数值；水质监测单元，用于全程检测污水处理池中的水质参数；精准曝气控制单元，用于控制曝气风机的频率；IO配置单元，用于配置系统的通讯接口；和周边配置单元，用于根据污水处理池的监控进行报警和排放。本发明专利技术具有远程操作、监视和监测的特点，可以将整个污水处理区域的多台分散式处理设备统一监控，分别操作，精确判断其运行情况和水处理情况，并结合云平台远程监控、操作，更加智能的控制处理过程。

Integrative sewage treatment intelligent control system and control method

The invention discloses an integrated sewage treatment intelligent control system and a control method. The control system includes: a flow intelligent regulating unit for keeping the inflow flow of sewage treatment pond stable at the required value; a water quality monitoring unit for detecting water quality parameters throughout the sewage treatment pond; a precise aeration control unit for controlling the frequency of the aerator; an IO configuration unit for configuring the communication interface of the system; and a peripheral configuration unit for configuring the system according to the requirements. The monitoring and control of sewage treatment pond will alarm and discharge. The invention has the characteristics of remote operation, monitoring and monitoring. It can monitor and control multiple decentralized treatment equipments in the whole sewage treatment area, operate separately, accurately judge their operation and water treatment, and combine remote monitoring and operation of cloud platform to control and process more intelligently.

【技术实现步骤摘要】
一体化污水处理智能控制系统及控制方法
本专利技术涉及污水处理领域，尤其涉及一体化污水处理智能控制系统及控制方法。
技术介绍
随着时代的发展，人们在物质生活上面的要求也有明显的提高，随之而来的是生活垃圾也不断增多。工业污水由于集中产生，可集中处理，但生活垃圾由于分布的不均匀性和零散性，使得集散式污水处理设备应运而生。传统的污水处理设备的电气控制系统一般采用纯硬件电路控制或者简单的PLC控制，由于水处理工程师对电路元件的功能了解不足，往往会将电气功能理想化，使得电气控制回路过于简单，无法很好的长期稳定运行和及时发现问题，再加上地区气候因素，使得之前的调试经验不一定通用。而且，设备稍微老化就会产生大量的无法预测的问题。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提出一种一体化污水处理智能控制系统及控制方法。本专利技术设计了一整套拥有完整反馈能力且对现场安装环境有极高适应力的技术方案，可实现远程监控、操作和及时的报警通知。本专利技术提出的一体化污水处理智能控制系统包括：流量智能调节单元,用于保持污水处理池进水流量稳定在要求的数值；水质监测单元，用于全程检测污水处理池中的水质参数；精准曝气控制单元，用于控制曝气风机的频率；IO配置单元，用于配置系统的通讯接口；周边配置单元，用于根据污水处理池的监控进行报警和排放。优选地，所述流量智能调节单元包括流量采集模块，用于实时采集流量数据；比较模块，用于将采集的流量数据与设定的阈值进行比较，并根据比较结果输出控制信号；调节模块，用于接收控制信号对水泵进行调节。优选地，所述水质监测单元采用全闭环式处理检测方案，包括出水传感器、预处理传感器和进水传感器，用于检测溶解氧(DO)、酸碱度（PH）、化学需氧量(COD)、污泥浓度(SS)和/或温度。优选地，所述精准曝气控制单元根据采集到的预处理的溶解氧(DO)量，通过延滞型PID调节算法，结合变频控制方式和曝气占空比的调节，控制溶解氧(DO)量达到合格要求。优选地，所述IO配置单元通过界面设定和485通信接口实现与控制水质参数的传感器、与外部元件（包括水泵、风机、以及各级电磁阀、各个传感器）、与控制器通讯，并实现与云平台的上传及下发。本专利技术提出的控制系统还包括电气设备的生命周期管理单元，该单元包括时间检测模块、次数检测模块、比较模块、显示模块和报警模块。本专利技术还提出一种一体化污水处理智能控制方法，包括以下步骤：（1）污水处理池流量智能调节：当污水处理池液位计显示为高液位时，启动水泵和消毒器，流量调节开始，流量调节包括初步调试阶段，设置为：频率跟随模式;中后期养菌阶段，设置为：流量调节模式;稳定运行后阶段，设置为：自学习流量调节。（2）对水质进行监测，在污水处理池设进水传感器、预处理传感器和出水传感器，这些传感器检测的信号通过通讯线路发送至监控终端显示；（3）对污水处理池进行精准曝气，包括：a.采集预处理池的溶解氧；b.将采集的溶解氧值与预设的溶解氧值作比较；c.打开精准曝气开关，风机则根据设定的溶解氧值与反馈回来的溶解氧值来调节水泵的频率。所述的自学习流量调节包括：a通过流量传感器采集流量的瞬时流量，对其进行存储；b.对存储的数据进行累加，分别产生日流量、周流量和月流量；c.对日流量、周流量和月流量，分别取平均值，计算出平均瞬时流量；d.将所得的最长周期的瞬时流量作为计算结果输出。本专利技术提出的控制方法，还包括对所有电器设备的生命周期进行管理，包括：采集数字量反馈信号；将采集的反馈信号与设定寿命进行比较，根据比较结果决定是否更换。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提出的一体化污水处理智能控制系统具有远程操作、监视和监测的特点，可以将整个污水处理区域的多台分散式处理设备统一监控，分别操作，精确判断其运行情况和水处理情况。附图说明图1为本专利技术系统整体示意图；图2为本专利技术中流量智能调节示意图；图3为本专利技术中水质监测示意图；图4为本专利技术中生命周期管理示意图；图5为本专利技术中精准曝气示意图；图6为本专利技术中IO配置示意图；图7为本专利技术中周边配置示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对专利技术进行详细的说明。污水处理流程包括采集污水；对污水进行简单的过滤，防止大型污物堵塞管道；进入设备后分别经厌氧生物、缺氧生物、好氧生物进行消灭有害化学元素；再进行曝气保证水中的含氧量；接着物理沉淀掉一些表面悬浮物；最后在出水前对大肠杆菌等菌落进行消毒处理。图1为本专利技术提出的一体化污水处理智能控制系统，该系统具有远程操作、监视和监测的特点，里面包含了流量智能调节单元、水质监测单元、生命周期管理单元、精准曝气控制单元、IO配置单元和周边配置单元。流量智能调节单元，其作用是保持污水处理池进水流量稳定在一定的数值。经过长期的调试发现，当污水处理池进水稳定且不间断的情况下，可以产生更加优秀的处理效果。现场由于天气因素，早晚工作内容差异等客观情况，使得污水产生量存在明显的差异。如图2所示，本专利技术中的流量智能调节单元包括流量采集模块，用于实时采集流量数据；比较模块，用于将采集的流量数据与设定的阈值进行比较，并根据比较结果输出控制信号；调节模块，用于接收控制信号对水泵进行调节。通过流量采集模块实时采集流量数据，并将采集的流量与设定的阈值进行比较，并根据比较结果对水泵进行控制。本专利技术中的智能流量调节单元保留原有操作习惯的同时，通过学习最近一个规律周期的排水量，使得系统产生自适应的流量调节模式，从而保证稳定进水、高效处理、合格排放，以达到处理设备最高效的使用。水质监测单元，如图2所示，用于检测全程处理的水质参数，包括进水传感器、预处理传感器和出水传感器，主要检测溶解氧(DO)、酸碱度（PH）、化学需氧量(COD)、污泥浓度(SS)和/或温度等参数。传统污水处理工艺采用开环或者半开环式处理方案，利用专业人员的现场勘测和调试，试图通过简单的工艺参数实现全年稳定的出水达标，但是由于季节、地理、水质差异、设备老化等综合因素，使得处理效果一旦离开专业人员就会逐渐变得不太理想。因此，本专利技术设计出全闭环式处理检测方案，在处理前、中、后三个阶段分别布置传感器进行监测。预处理过程中，若溶解氧偏大，则减少曝气强度，若溶解氧偏小，则增加曝气强度，而采用的方式是控制鼓风机变频器的频率来改变曝气强度，以克服存在的传统问题。生命周期管理，用于监测电器设备的使用情况，比如监测泵实际运行的多长时间，与泵规定的能使用时间比较，若达到规定的时间则会报警，提醒更换，而阀之类的则监测其实际启动的次数，用于比较。由于传统的PLC操作系统开放了多项可调节周期的电器元件，电器元件由于型号、工作环境、工作强度等客观条件也存在使用次数或者时间的限制，存在电器元件老化更换不及时而影响设备正常运行，或者电器元件没有得到充分使用就被置换等情况。如图4所示，本专利技术设计的生命周期管理解决方案包括：采集数字量反馈信号；将采集的反馈信号与设定寿命进行比较，根据比较结果决定是否更换。通过对控制回路反馈状态的监测，结合现场使用经验，从次数和时间两个维度进行监测，从而更加充分的解决这类问题。精准曝气控制单元，用于控制曝气风机的频率。在污水处理过程中，溶解氧的达标需要一定的曝气量，而厌氧菌的生长则对高频曝气动作有较强的排斥作用，加上分散式污水处理设备容积有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一体化污水处理智能控制系统，其特征在于，包括：流量智能调节单元,用于保持污水处理池进水流量稳定在要求的数值；水质监测单元，用于全程检测污水处理池中的水质参数；精准曝气控制单元，用于控制曝气风机的频率；IO配置单元，用于配置系统的通讯接口；周边配置单元，用于根据污水处理池的监控进行报警和排放。

【技术特征摘要】
1.一体化污水处理智能控制系统，其特征在于，包括：流量智能调节单元,用于保持污水处理池进水流量稳定在要求的数值；水质监测单元，用于全程检测污水处理池中的水质参数；精准曝气控制单元，用于控制曝气风机的频率；IO配置单元，用于配置系统的通讯接口；周边配置单元，用于根据污水处理池的监控进行报警和排放。2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述流量智能调节单元包括流量采集模块，用于实时采集流量数据；比较模块，用于将采集的流量数据与设定的阈值进行比较，并根据比较结果输出控制信号；调节模块，用于接收控制信号对水泵进行调节。3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述水质监测单元采用全闭环式处理检测方案，包括出水传感器、预处理传感器和进水传感器，用于检测溶解氧(DO)、酸碱度（PH）、化学需氧量(COD)、污泥浓度(SS)和/或温度。4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述精准曝气控制单元根据采集到的预处理的溶解氧(DO)量，通过延滞型PID调节算法，结合变频控制方式和曝气占空比的调节，控制溶解氧(DO)量达到合格要求。5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述IO配置单元通过界面设定和485通信接口实现与控制水质参数的传感器、与外部元件；与程序内部通讯，并实现与云平台的上传及下发。6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括电气设备的生命周期管理单元，该单元包括时间检测模块、次数检测模块、比较模块和报警模块。7.一体化污水处理智能控制方法，其特征在于，包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志刚，王振峰，翟鹏飞，
申请(专利权)人：重庆固润科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50