一种地表与地下多水源智能循环分配控制系统技术方案

一种地表与地下多水源智能循环分配控制系统，它包括物化生多级分散式修复系统，物化生多级分散式修复系统分别与水质检测回注系统、数据综合处理系统、智能安全预警系统、异步自适应双调节优化控制系统连接；其中，水质检测回注系统、还与智能安全预警系统连接，智能安全预警系统还与数据综合处理系统连接，数据综合处理系统还与异步自适应双调节优化控制系统连接。发明专利技术所提供的一种地表与地下多水源智能循环分配系统，基于改进后的物化生技术耦合的污水处理工艺，结合人工智能技术，目的是为了在宏观水环境下对各类水源进行处理和优化分配控制，以解决页岩气开采中水资源循环利用效率低下，水资源管理困难的技术问题。水资源管理困难的技术问题。水资源管理困难的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种地表与地下多水源智能循环分配控制系统


[0001]本专利技术属于水资源污染治理
，尤其涉及一种在页岩气开发中对水资源进行分配、循环再利用的系统及方法。

技术介绍

[0002]页岩气开采所用水主要来源于四个部分：地表水、地下水、从公共部门或者私人供水处购买水(后简称购买水)及回用水。开采中不仅会消耗大量的水资源，还会带来潜在的水生态环境污染问题，其主要污染物包括悬浮物(TS)，总有机碳(TOC)，钙离子，镁离子，钡离子，溴离子等。因此，改进水资源循环处理技术，合理规划水资源配置，有效管理有限的水资源是相当重要的。
[0003]总的来说，现有页岩气开发中的水资源循环利用仍然存在以下不足与缺陷：
[0004]1.传统回用水处理多采用物化法，往复投送化学药剂，借助高昂机械设备，存在处理不彻底，对环境伤害大，处理成本高等问题，鲜有耦合低廉高效的生物法治理工艺；
[0005]2.大多仅局限于返排液的处理工艺方法，没有实现在宏观水环境下，开采过程中所用到的各类水源的宏观调控与处理，缺少对水资源循环利用系统的研究。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地表与地下多水源智能循环分配控制系统，其特征在于：它包括物化生多级分散式修复系统(1)，物化生多级分散式修复系统(1)分别与水质检测回注系统(2)、数据综合处理系统(3)、智能安全预警系统(4)、异步自适应双调节优化控制系统(5)连接；其中，水质检测回注系统(2)、还与智能安全预警系统(4)连接，智能安全预警系统(4)还与数据综合处理系统(3)连接，数据综合处理系统(3)还与异步自适应双调节优化控制系统(5)连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述物化生多级分散式修复系统(1)用于对页岩气开采所需的各类水源进行修复处理；水质检测回注系统(2)用于对修复处理后的水资源的水质进行检测，判断是否达标；数据综合处理系统(3)用于实时监测并收集各类水源的信息，如水量，温度，PH等，并对采集到的数据进行处理与反馈，传输给异步自适应双调节优化控制系统(5)；智能安全预警系统(4)，监控收集装备现场系统(1)及水质检测回注系统(2)的影像资料及各项安全信息，在线模拟现场运行场景，及时预警和处理各种安全事故，将重要数据输送至系统(3)；异步自适应双调节优化控制系统(5)，接收来自数据综合处理系统(3)传输的信号反馈，根据得到的数据结合进行各类水资源水量水质的优化模拟预测，并进行分配控制。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述物化生多级分散式修复系统(1)包括回用水收集装置(6)、地下水收集装置(7)、地表水收集装置(8)、购买水收集装置(9)，回用水收集装置(6)按序依次与两相气浮分离器(10)、多级膜反滤池(11)、PH调节器(12)、臭氧曝射反应塔(13)、微生物滤池(14)、重磁混絮凝自循环装置(15)、第一沉淀池(16)、混合池(17)连接；地下水收集装置(7)、地表水收集装置(8)在出水端按序与第一沉砂池(18)、混凝反应池(19)、第二沉淀池(20)、混合池(17)连接；购买水收集装置(9)按序与第二沉砂池(21)、混合池(17)连接。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述水质检测回注系统(2)包括水质检测器(46)、达标水回注装置(22)，水质检测器(46)分别与混合池(17)、PH调节器(12)、达标水回注装置(22)连接。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述智能安全预警系统(4)包括主模块(23)，主模块(23)包括控制装置，主模块(23)分别与人脸识别模块(24)、数据通信模块(25)、后台监控模块(26)、烟雾报警模块(27)、脉冲报警模块(28)、应急处理模块(29)、语音广播模块(30)连接。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述数据综合处理系统(3)包括传感器(31)，传感器(31)的输出端按序依次与数据收集器(32)、模数转换器(33)、数据处理中心(34)连接；传感器(31)的输入端与物化生多级分散式修复系统(1)连接、输出端与异步自适应双调节优化控制系统(5)的输入端连接，传感器(31)用于实时监测收集水源的PH、温度、电导率、水量、溶解氧、生化需氧量、各时刻产气量。7.根据权利要求1至6其中之一所述的系统，其特征在于：异步自适应双调节优化控制系统(5)包括数据输入器(35)，数据输入器(35)的输出端分别与第一误差调节器(36)、多模态集成模拟预测器(37)、自抗噪补偿控制器(38)、多目标决策优化器(39)连接，多模态集成模拟预测器(37)的输出端与第一误差调节器(36)连接，第一误差调节器(36)的输出端与多
目标决策优化器(39)的输入端连接；多目标决策优化器(39)的输出端分别与多模态集成模拟预测器(37)、第二误差调节器(40)的第一输入端连接，第二误差调节器(40)的第二输入端与多模态集成模拟预测器(37)的输出端连接；第二误差调节器(40)的输出端与控制器(38)连接；控制器(38)的输出端与水量调节分配器(41)的输入端连接，水量调节分配器(41)的输出端分别与回用水收集装置(6)的回用水流量控制阀(42)、地下水收集装置(7)的地下水流量控制阀(43)、地表水收集装置(8)的地表水流量控制阀(44)、购买水收集装置(9)的购买水流量控制阀(45)连接。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：异步自适应双调节优化控制系统(5)在使用时，具体如下：数据输入器(35)将t时刻经数据处理中心(34)传输的水量，BOD，COD等数据作为输入变量x(t)；t
‑
1及t时刻产气量，GHG排放量，耗水量等数据作为优化目标量y(t
‑
1)；y(t)输入到到多模态集成模拟预测器，自抗噪补偿控制器，多目标决策优化器，误差调节器；多模态集成模拟预测器(37)采用多层stacking模型集成框架，第一层由多个基学习器组成，输入变量x(t)，历史优化目标量y(t
‑
1)，优化决策变量u
’
(t)作为原始训练集，第二层模型则是以第一层基学习器的输出作为特征加入训练集进行再训练得到此层的训练集，直到最后一层得到完整的stacking模型，并输出模拟预测值y
p
(t)，u
p
(t)；多目标决策优化器采用NSG...

【专利技术属性】
技术研发人员：何理，冯虎申，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：