一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统，属于污水处理技术领域，本发明专利技术通过对高铁污水中尿液和粪便进行固液分离处理，并通过粪便处理单元和尿液处理单元获取生物质燃料、净化水与液体肥料；相较于将集便器污水与生活污水混合后排入城市污水管网的方式而言，本发明专利技术能有效针对高铁污水高有机物、高SS、高氨氮、高磷、低碳氮比，“四高一低”的特点进行高效处理，使其符合排放标准，此外，本发明专利技术基于物联网技术对高铁污水处理前、中、后的污水数据进行实时监测，并通过大数据与云计算技术进行处理前、中、后的分析处理，从而有利于快速高效解决高铁污水处理问题，能有效降低高铁污水处理成本，提高高铁污水处理自动化程度。动化程度。动化程度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统


[0001]本专利技术涉及污水处理
，尤其涉及一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统。

技术介绍

[0002]近年来，高速铁路运输网络构建不断提速，建设“绿色铁路”已成为我国轨道交通发展的重要趋势；现如今，高铁需求量增多，粪污处理量大，截止2021年底，全年旅客发送量达到26.12亿，将产生 563万吨集便器污水(相当于1.2亿
‑
2.0亿吨城市生活污水负荷排放)，到2030年排放量将高达1283万吨集便器废水，达标排放压力巨大，而且由于高铁污水存在“四高一低”的特点，因此其随之带来的是大量高浓度粪便污水的处理处置问题；因此，如何对列车集便器粪便污水进行高效处理已经成为铁路给排水设计、铁路环保工作迫在眉睫的问题；
[0003]目前，现有的高铁污水处理方法主要是将集便器污水与生活污水混合后排入城市污水管网，然而由于高铁采取真空集便器进行排污收集，其导致污水具有高有机物、高SS、高氨氮、高磷、低碳氮比，“四高一低”的特点，若将集便器污水与生活污水混合后排入城市污水管网进行处理，其难以达到排放标准，且该种方式自动化程度较低、人工成本高、回收成本高、频繁处理耗时耗力；为此，我们提出一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统，包括固液分离模块、污染物处理模块、投料模块、传感器监测模块、污水处理云平台、自动化控制模块和通信模块；所述通信模块分别与传感器监测模块、污水处理云平台和自动化控制模块连接，用于为其之间进行数据通信传输；
[0007]所述固液分离模块用于针对高铁真空集便器获取的尿粪进行固液分离，获取尿液和粪便；
[0008]所述污染物处理模块包括粪便处理单元和和尿液处理单元；
[0009]所述粪便处理单元用于对所述粪便进行处理，以形成生物质燃料；
[0010]所述尿液处理单元用于对所述尿液进行净化处理，以形成净化水与液体肥料；
[0011]所述投料模块用于在所述粪便和尿液处理过程中加入化学药剂以辅助进行污染物处理净化和辅助所述污染物处理模块中设备进行清洁回用；
[0012]所述传感器监测模块用于采用物联网技术对所述粪便和尿液处理过程进行实时检测，以实时获取传感器数据；
[0013]所述污水处理云平台用于获取所述实时传感数据并基于大数据、云计算和人工智能技术进行数据处理，以形成智能控制决策；
[0014]所述自动化控制模块用于接收智能控制决策，并根据其实施控制污染物处理模块和投料模块的运行操作。
[0015]进一步地，所述粪便处理单元包括搅拌装置、烘干装置和脱水装置；所述尿液处理单元包括过生物炭吸附装置、膜蒸馏装置和杀菌消毒处理装置。
[0016]进一步地，所述传感器监测模块包括处理前监测单元、处理中监测单元和处理后监测单元，其内设有重量传感器、PH值传感器、浊度传感器、氨氮传感器、TDS传感器、SS传感器、COD传感器、氮磷传感器和溶解氧传感器；
[0017]所述处理前监测单元用于获取处理前粪便和尿液初始数据；
[0018]所述处理中监测单元用于获取处理中粪便和尿液处理数据；
[0019]所述处理后处理后监测单元用于获取处理后粪便和尿液处理数据。
[0020]进一步地，所述污水处理云平台包括智能分析模块和集群数据库；所述智能分析模块包括处理前分析单元、处理中分析单元和处理后分析单元；
[0021]所述集群数据库用于存储用于传感器数据和污水处理标准比的阈值；
[0022]所述处理前分析单元用于获取处理前粪便和尿液初始数据，即所述粪便和尿液的初始质量数据，并依托云平台计算能力进行计算分析，以获取所述污染物处理模块中处理设备的初始控制参数；
[0023]所述处理中分析单元用于实时获取处理中粪便和尿液处理数据，并根据其进行计算分析，以获取所述污染物处理模块中处理设备的变化控制参数以及化学药剂投入比例；
[0024]所述处理后分析单元用于获取处理后粪便和尿液处理数据，并将其与所述污水处理标准比的阈值进行计算分析比较：
[0025]若满足污水处理标准比的阈值，则生成标准处理结果；
[0026]若不满足，则形成二次处理决策。
[0027]进一步地，所述智能分析模块还包括水质预测单元，所述水质预测单元用于获取所述净化水的水质参数，并基于预训练LSTM模型对所述净化水进行水质预测，以辅助进行所述污染物处理模块中处理设备的维护更换。
[0028]进一步地，所述系统还包括回收再利用模块，所述回收再利用模块与高铁输水系统连接，用于获取所述净化水并将其接入铁输水系统中进行二次循环利用。
[0029]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
[0030]本申请提出的一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统，通过对高铁污水中尿液和粪便进行固液分离处理，并通过粪便处理单元和尿液处理单元获取生物质燃料、净化水与液体肥料；相较于将集便器污水与生活污水混合后排入城市污水管网的方式而言，本专利技术能有效针对高铁污水高有机物、高SS、高氨氮、高磷、低碳氮比，“四高一低”的特点进行高效处理，使其符合排放标准，此外，本专利技术基于物联网技术对高铁污水处理前、中、后的污水数据进行实时监测，并通过大数据与云计算技术进行处理前、中、后的分析处理，形成智能控制决策，再藉由自动化控制模块进行事前、事中和事后控制，从而有利于快速高效解决高铁污水处理问题，且能够有效降低高铁污水处理成本，提高高铁污水处理自动化程度。
附图说明
[0031]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。
[0032]图1为本专利技术提出的一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统的整体结构示意图。
具体实施方式
[0033]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。
[0034]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0035]在一个实施例中，参照图1，提供了一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统，包括固液分离模块、污染物处理模块、投料模块、传感器监测模块、污水处理云平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统，其特征在于，包括固液分离模块、污染物处理模块、投料模块、传感器监测模块、污水处理云平台、自动化控制模块和通信模块；所述通信模块分别与传感器监测模块、污水处理云平台和自动化控制模块连接，用于为其之间进行数据通信传输；所述固液分离模块用于针对高铁真空集便器获取的尿粪进行固液分离，获取尿液和粪便；所述污染物处理模块包括粪便处理单元和和尿液处理单元；所述粪便处理单元用于对所述粪便进行处理，以形成生物质燃料；所述尿液处理单元用于对所述尿液进行净化处理，以形成净化水与液体肥料；所述投料模块用于在所述粪便和尿液处理过程中加入化学药剂以辅助进行污染物处理净化和辅助所述污染物处理模块中设备进行清洁回用；所述传感器监测模块用于采用物联网技术对所述粪便和尿液处理过程进行实时检测，以实时获取传感器数据；所述污水处理云平台用于获取所述实时传感数据并基于大数据、云计算和人工智能技术进行数据处理，以形成智能控制决策；所述自动化控制模块用于接收智能控制决策，并根据其实施控制污染物处理模块和投料模块的运行操作。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统，其特征在于，所述粪便处理单元包括搅拌装置、烘干装置和脱水装置；所述尿液处理单元包括过生物炭吸附装置、膜蒸馏装置和杀菌消毒处理装置。3.根据权利要求1所述的一种基于物联网、大数据与云计算的高铁污水处理系统，其特征在于，所述传感器监测模块包括处理前监测单元、处理中监测单元和处理后监测单元，其内设有重量传感器、PH值传感器、浊度传感器、氨氮传感器、TDS传感器、SS传感器、COD传感器、氮磷传感器和溶解氧传感器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小凯，
申请(专利权)人：周小凯，
类型：发明
国别省市：