一种智能絮凝剂决策系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能絮凝剂决策系统，应用于水厂供水系统的净水子系统中，具体包括水质采集模块、前馈控制模块、图像采集模块和后馈控制模块。通过本技术方案，能够分别在絮凝剂投放的起始和中途根据原水水质和絮凝沉淀池的水体沉淀变化灵活进行絮凝剂投放量的调整，实现了智能化自主指导控制絮凝剂的合理添加，进而达到帮助水厂节省药耗，加速自来水厂自动化的进程，提升精细化管理的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种智能絮凝剂决策系统
本专利技术涉及水处理智能管理
，尤其涉及一种智能絮凝剂决策系统。
技术介绍
对于一个标准的现代化供水系统，供水系统的智能控制环节至关重要。而在水厂的净水处理过程中，絮凝投药环节是净化工艺中的核心工艺，絮凝沉淀效果直接影响着出厂水水质，所以絮凝剂投加量的自动控制就成为现代化供水系统中的关键环节。目前现有技术中虽然提出了多种絮凝剂投加控制方案，但暂时没有相关的成熟产品，很多水厂日常运营中仍然采用固定投加率方式进行加矾。目前，水厂在实际运营过程中通常以固定投加率投加絮凝剂，投加率往往偏高，会存在浪费现象；此外，采用固定投加率投加絮凝剂，只考虑原水流量因素，在原水水质参数突变时也无法保障出厂水水质达到符合标准，因而亟需一种具有智能化的絮凝剂添加管理系统。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种智能絮凝剂决策系统，具体技术方案如下所示：一种智能絮凝剂决策系统，该种智能加矾决策系统应用于一水厂供水系统的净水子系统中，净水子系统主要包括一原水池、一絮凝沉淀池和一絮凝剂加药泵，絮凝沉淀池连接原水池用于对原水进行絮凝沉淀操作；智能絮凝剂决策系统具体包括：水质采集模块，用于以一第一预设频率持续对原水池进行原水水质监测并输出一水质参数集合；前馈控制模块，连接水质采集模块，根据水质参数集合和一预设的投药模型进行处理，输出一前馈投药量；絮凝剂加药泵根据前馈投药量向絮凝沉淀池投放絮凝剂；图像采集模块，用于以一第二预设频率持续对絮凝沉淀池进行絮凝图像获取并进行预处理，输出一絮凝特征集合；后馈控制模块，连接图像采集模块，根据絮凝特征集合和一预设的修正模型进行处理，输出一后馈投药修正量；絮凝剂加药泵根据后馈投药修正量修正向絮凝沉淀池投放的絮凝剂数量。优选的，该种智能絮凝剂决策系统，其中水质参数集合包括原水流量数据、原水浊度数据、原水PH值数据和原水温度数据。优选的，该种智能絮凝剂决策系统，其中投药模型根据历史水质参数样本数据，基于Elman神经网络算法训练得到。优选的，该种智能絮凝剂决策系统，其中图像采集模块具体包括：图像采集模组，设置于絮凝沉淀池中，用于持续获取流动水样图像；处理模组，连接图像采集模组，用于对流动水样图像进行处理并输出絮凝特征集合。优选的，该种智能絮凝剂决策系统，其中图像采集模组具备自清洁功能。优选的，该种智能絮凝剂决策系统，其中处理模组进一步包括：预处理单元，用于对流动水样图像依次进行灰度化处理、图像平滑处理和灰度修正处理，输出一预处理图像；分割处理单元，连接预处理单元，用于对预处理图像进行矾花图像分割并统计矾花数量和分布密度；特征提取单元，连接分割处理单元，用于根据矾花数量和分布密度进行矾花特征提取和标准化处理，输出絮凝特征集合。优选的，该种智能絮凝剂决策系统，其中修正模型输出的后馈投药修正量包括多加、少加、合适、多减、少减五种修正状态。优选的，该种智能絮凝剂决策系统，其中修正模型包括一一级分类器和一二级分类器，二级分类器连接一级分类器；一级分类器根据絮凝特征集合进行分类并映射至相应的后馈投药修正量区域；二级分类器对于一级分类器难以划分的絮凝特征集合进行二次重划分。优选的，该种智能絮凝剂决策系统，其中第一预设频率为分钟级。本技术方案具有如下优点或有益效果：通过本技术方案，能够分别在絮凝剂投放的起始和中途根据原水水质和絮凝沉淀池的水体沉淀变化灵活进行絮凝剂投放量的调整，实现了智能化自主指导控制絮凝剂的合理添加，进而达到帮助水厂节省药耗，加速自来水厂自动化的进程，提升精细化管理的目的。附图说明图1为本专利技术一种智能絮凝剂决策系统的结构示意图。图2为本专利技术一种智能絮凝剂决策系统中，训练投药模型的Elman神经网络模型的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种智能絮凝剂决策系统，具体技术方案如下所示：一种智能絮凝剂决策系统，如图1所示，该种智能加矾决策系统应用于一水厂供水系统的净水子系统中，净水子系统主要包括一原水池01、一絮凝沉淀池02和一絮凝剂加药泵03，絮凝沉淀池02连接原水池01用于对原水进行絮凝净水操作；智能絮凝剂决策系统具体包括：水质采集模块1，用于以一第一预设频率持续对原水池进行原水水质监测并输出一水质参数集合；前馈控制模块2，连接水质采集模块1，根据水质参数集合和一预设的投药模型进行处理，输出一前馈投药量；絮凝剂加药泵03根据前馈投药量向絮凝沉淀池投放絮凝剂；图像采集模块3，用于以一第二预设频率持续对絮凝沉淀池进行絮凝图像获取并进行预处理，输出一絮凝特征集合；后馈控制模块4，连接图像采集模块3，根据絮凝特征集合和一预设的修正模型进行处理，输出一后馈投药修正量；絮凝剂加药泵03根据后馈投药修正量修正向絮凝沉淀池投放的絮凝剂数量。在本专利技术一较佳实施例中，作为优选的实施方式，该种智能絮凝剂决策系统，其中水质参数集合包括原水流量数据、原水浊度数据、原水PH值数据和原水温度数据。在本专利技术的另一较佳实施例中，对流量、浊度、PH值、温度等反应原水水质变化的数据进行检测能够当原水水质参数发生突变时也及时调整絮凝策略以保障出厂水水质达到符合标准作为优选的实施方式，该种智能絮凝剂决策系统，其中投药模型根据历史水质参数样本数据，基于Elman神经网络算法训练得到。在本专利技术的另一较佳实施例中，投药模型基于Elman神经网络算法训练获得，通过一定数量的水厂历史数据作为样本数据，建立原水水质参数与絮凝剂投加量之间的神经网络模型。Elman神经网络是一种典型的动态递归神经网络，该网络除了常规神经网络中的输入层、隐含层和输出层外，还提出了一个特定的承接层，用于记忆隐含层单元前一时刻的输出值，并反馈给网络的输入如图2所示，神经网络输入为u，隐含层和承接层的输出非别为x和xc，输出为y，其数学表达式为：x(t)＝f(W1u(t-1)+W3xc(t))xc(t)＝x(t-1)+αxc(t-1)y(t)＝g(W2x(t))上式中：u(t-1)为输入层结点的输入；x(t)为隐含层结点的输出；y(t)为输出结点的输出；xc(t)为反馈状态向量；W1，W3，W2分别为承接层到隐含层、输入层到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能絮凝剂决策系统，其特征在于，所述智能加矾决策系统应用于一水厂供水系统的净水子系统中，所述净水子系统包括一原水池、一絮凝沉淀池和一絮凝剂加药泵，所述絮凝沉淀池连接所述原水池用于对原水进行絮凝及沉淀，从而完成净水操作；/n所述智能絮凝剂决策系统具体包括：/n水质采集模块，用于以一第一预设频率持续对所述原水池进行原水水质监测并输出一水质参数集合；/n前馈控制模块，连接所述水质采集模块，根据所述水质参数集合和一预设的投药模型进行处理，输出一前馈投药量；/n所述絮凝剂加药泵根据所述前馈投药量向所述絮凝沉淀池投放絮凝剂；/n图像采集模块，用于以一第二预设频率持续对所述絮凝沉淀池进行絮凝图像获取并进行预处理，输出一絮凝特征集合；/n后馈控制模块，连接所述图像采集模块，根据所述絮凝特征集合和一预设的修正模型进行处理，输出一后馈投药修正量；/n所述絮凝剂加药泵根据所述后馈投药修正量修正向所述絮凝沉淀池投放的絮凝剂数量。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能絮凝剂决策系统，其特征在于，所述智能加矾决策系统应用于一水厂供水系统的净水子系统中，所述净水子系统包括一原水池、一絮凝沉淀池和一絮凝剂加药泵，所述絮凝沉淀池连接所述原水池用于对原水进行絮凝及沉淀，从而完成净水操作；
所述智能絮凝剂决策系统具体包括：
水质采集模块，用于以一第一预设频率持续对所述原水池进行原水水质监测并输出一水质参数集合；
前馈控制模块，连接所述水质采集模块，根据所述水质参数集合和一预设的投药模型进行处理，输出一前馈投药量；
所述絮凝剂加药泵根据所述前馈投药量向所述絮凝沉淀池投放絮凝剂；
图像采集模块，用于以一第二预设频率持续对所述絮凝沉淀池进行絮凝图像获取并进行预处理，输出一絮凝特征集合；
后馈控制模块，连接所述图像采集模块，根据所述絮凝特征集合和一预设的修正模型进行处理，输出一后馈投药修正量；
所述絮凝剂加药泵根据所述后馈投药修正量修正向所述絮凝沉淀池投放的絮凝剂数量。


2.如权利要求1所述的智能絮凝剂决策系统，其特征在于，所述水质参数集合包括原水流量数据、原水浊度数据、原水PH值数据和原水温度数据。


3.如权利要求1所述的智能絮凝剂决策系统，其特征在于，所述投药模型根据历史水质参数样本数据，基于Elman神经网络算法训练得到。


4.如权利要求1所述的智能絮凝剂决策系统，其特征在于，所述图像采集模块具体包括：
图像采集模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李纪玺，成露，崔光亮，
申请(专利权)人：上海威派格智慧水务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31