基于FPGA的分散式污水处理方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的分散式污水处理方法、系统及存储介质，方法包括：获取污水数据信息，数据信息至少包括水流量、溶解氧浓度、PH值、氨氮浓度和液位值中的一种；确定数据信息与预设阈值之间的关系；根据数据信息与预设阈值之间的关系发出反馈控制信号；获取反馈控制后水质数据信息。系统包括：现场可编程门阵列FPGA；与FPGA通信连接的存储器；其中存储器存储有可被FPGA执行的指令，以使FPGA能够执行本发明专利技术的方法。存储介质上存储有可被FPGA执行的指令，实现本发明专利技术的方法。可以自动高效地处理相关数据，并对处理过程中参数的变化及时作出地反馈。

【技术实现步骤摘要】
基于FPGA的分散式污水处理方法、系统及存储介质
本专利技术涉及污水处理的
，特别涉及一种基于FPGA的分散式污水处理方法、系统及存储介质。
技术介绍
目前，我国农村人口一般居住分散，人们所产生的生活污水不利于集中收集和处理，因此，农村的污水多为分散式处理。现有污水处理设施的控制，一方面由现场操作，然而由于相关专业人员的缺失，使得大量的分散式污水处理设施处于停滞状态，污水不能达标排放；另一方面，由远程监控控制，但是只能对数据进行传输和简单的控制，由于地域和环境的差异，导致污水的水质、出水水质要求和处理效果有所不同，通过远程简单的监控控制既不能根据水质情况和技术人员的工艺经验对控制方案作出适时的调整，也不能对突发情况作出及时的应对措施。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，为此，本专利技术提出一种基于FPGA的分散式污水处理方法、系统及存储介质，可以自动高效地处理相关数据，并对处理过程中参数的变化及时作出地反馈。本专利技术的第一方面，提供了一种基于FPGA的分散式污水处理方法，包括：获取污水数据信息，数据信息包括水流量、溶解氧浓度、PH值、氨氮浓度和液位值中的一种或者多种数据的组合；确定污水数据信息与污水的预设阈值之间的关系；根据污水数据信息与污水的预设阈值之间的关系发出反馈控制信号；获取反馈控制后出水水箱的水质数据信息，并将水质数据信息作为处理结果信息。根据本专利技术第一方面实施例的基于FPGA的分散式污水处理方法，至少具有如下有益效果：通过获取污水的数据信息，分析污水的数据信息与污水的预设阈值之间的关系，并根据污水的数据信息与污水的预设阈值之间的关系发出反馈控制信号，然后通过分析经过反馈调节后的污水的氨氮浓度数据信息和出水需氧量数据信息，判断处理后的污水是否达标，并将污水处理结果发送给操作人员。数据的采集、数据的分析以及污水处理结果的反馈调节自动进行，可以高效处理相关数据，并对处理过程中参数的变化及时作出地反馈。根据本专利技术的一些实施例，根据污水数据信息与污水的预设阈值之间的关系发出反馈控制信号，包括：若液位值低于预设液位阈值，则开启进水泵。通过监测液位值，在液位值低于预设液位阈值的最低液位时，则打开进水水泵，向污水池排入污水，直至污水池内的液位高于预设液位阈值的最低液位。根据本专利技术的一些实施例，还包括：若液位值高于预设液位阈值，则关闭进水泵。通过监测液位值，在液位值低于高于预设液位阈值的最高液位时，则关闭进水水泵。或者打开排水水泵，将污水池内的污水排出一部分，直至污水池内的液位处于预设液位阈值的最低液位和预设液位阈值的最高液位之间。根据本专利技术的一些实施例，还包括：若液位值在预设液位阈值范围内，且污水的PH值小于7，则发出控制加药泵加碱性物质的信号以调节污水的PH。在液位值处于预设液位阈值范围内时，且污水的PH值小于7，则通过加药泵加入碱性物质，以中和酸性，调节污水的PH值。根据本专利技术的一些实施例，还包括：若液位值在预设液位阈值范围内，污水的PH值大于7且小于预设值，则发出调节风机变频器增强曝气的信号。在液位值处于预设液位阈值范围内时，且污水的PH值大于7，因为曝气可以使污水中的有机物、酸败物和空气中的氧气发生反应，从而降低污水的酸度，提高污水的PH值，可以通过调节鼓风机、风机变频器增强曝气，以将污水的PH值调节值预设范围内。根据本专利技术的一些实施例，还包括：若液位值在预设液位阈值范围内，且污水的PH值大于预设值，则发出调节风机变频器减弱曝气的信号。在污水的PH值已经大于预设值时，则发出调节风机变频器减弱曝气的信号，通过调节鼓风机档位和风机变频器减弱曝气，减弱曝气强度，以降低能耗。根据本专利技术的一些实施例，获取污水处理后的出水水箱的水质数据信息，并将水质数据信息作为处理结果信息，其中，水质数据信息包括氨氮浓度数据信息和出水需氧量数据信息，包括以下步骤：获取出水水箱的氨氮浓度数据信息和出水需氧量数据信息；分析氨氮浓度数据信息和出水需氧量数据信息是否在预设阈值范围内；若氨氮浓度数据信息和/或出水需氧量数据信息不在预设阈值范围内，则相对应的发出调整氨氮浓度参数和/或曝气量参数，并发送处理未达标信息。通过监测出水水箱的氨氮浓度数据信息好出水需氧量数据信息，检测出水水箱的水质数据。若出水水箱的水质数据信息不再预设阈值范围内，则发送处理未达标信息，并相对应的发出调整氨氮浓度参数和/或曝气量参数的信号，以将出水水箱的水质数据信息控制在预设阈值范围内。根据本专利技术的一些实施例，污水数据信息还包括膜生物反应器MBR膜清洁度信息，还包括以下步骤：若液位值在预设液位阈值范围内，则获取出水水流量信息、跨膜压差信息和溶解氧信息；根据出水水流量信息和跨膜压差信息，计算有效膜面积信息，以获取膜生物反应器MBR膜清洁度信息；根据溶解氧信息，发出调节曝气的信号以将溶解氧调节至预设范围。在污水池的液位值在预设液位阈值范围内时，根据水流量信息和膜生物反应器MBR膜的跨膜压差，可以计算出膜生物反应器MBR膜的有效膜面积，根据膜生物反应器MBR膜的有效膜面积可以判断膜生物反应器MBR膜是否需要清洗，在膜生物反应器MBR膜利用率过低时，则发出清洗膜生物反应器MBR膜的信号，以便增加膜生物反应器MBR膜的利用率并延长膜生物反应器MBR膜的使用寿命。本专利技术的第二方面，提供了一种基于FPGA的分散式污水处理系统，包括：现场可编程门阵列FPGA；与FPGA通信连接的存储器；其中存储器存储有可被FPGA执行的指令，指令被FPGA执行，以使FPGA能够执行如本专利技术第一方面的基于FPGA的分散式污水处理方法。本专利技术的第三方面，提供了一种存储介质，存储介质上存储有可被FPGA执行的指令，指令被FPGA执行实现如本专利技术第一方面的基于FPGA的分散式污水处理方法。本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本申请实施例的基于FPGA的分散式污水处理方法的流程图；图2为本申请实施例的基于FPGA的分散式污水处理系统的模块连接示意图图；图3为本申请实施例的基于FPGA的分散式污水处理系统的厌氧处理部分的逻辑示意图；图4为本申请实施例在基于FPGA的分散式污水处理系统的好氧处理部分的逻辑示意图；图5为本申请实施例的基于FPGA的分散式污水处理系统的膜池处理部分的逻辑示意图；图6为本申请实施例的基于FPGA的分散式污水处理系统的出水监测反馈部分的逻辑示意图。附图标记：数据采集模块100、数据传输模块200、主控制器300、反馈控制模块400、控制终端500。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的分散式污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取污水数据信息，所述数据信息包括水流量、溶解氧浓度、PH值、氨氮浓度和液位值中的一种或者多种数据的组合；/n确定所述污水数据信息与所述污水的预设阈值之间的关系；/n根据所述污水数据信息与所述污水的预设阈值之间的关系发出反馈控制信号；/n获取反馈控制后出水水箱的水质数据信息，并将所述水质数据信息作为处理结果信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的分散式污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取污水数据信息，所述数据信息包括水流量、溶解氧浓度、PH值、氨氮浓度和液位值中的一种或者多种数据的组合；
确定所述污水数据信息与所述污水的预设阈值之间的关系；
根据所述污水数据信息与所述污水的预设阈值之间的关系发出反馈控制信号；
获取反馈控制后出水水箱的水质数据信息，并将所述水质数据信息作为处理结果信息。


2.根据权利要求1所述的基于FPGA的分散式污水处理方法，其特征在于，所述根据所述污水数据信息与所述污水的预设阈值之间的关系发出反馈控制信号，包括：
若所述液位值低于预设液位阈值，则开启进水泵。


3.根据权利要求2所述的基于FPGA的分散式污水处理方法，其特征在于，还包括：
若所述液位值高于所述预设液位阈值，则关闭进水泵。


4.根据权利要求2所述的基于FPGA的分散式污水处理方法，其特征在于，还包括：
若所述液位值在预设液位阈值范围内，且所述污水的PH值小于7，则发出控制加药泵加碱性物质的信号以调节污水的PH。


5.根据权利要求2所述的基于FPGA的分散式污水处理方法，其特征在于，还包括：
若所述液位值在预设液位阈值范围内，所述污水的PH值大于7且小于预设值，则发出调节风机变频器增强曝气的信号。


6.根据权利要求2所述的基于FPGA的分散式污水处理方法，其特征在于，还包括：
若所述液位值在预设液位阈值范围内，且所述污水的PH值大于预设值，则发出调节风机变频器减弱曝气的信号。


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【专利技术属性】
技术研发人员：蒋东云，梁家伟，颜家兴，陈哲，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45