一种基于爬山算法的污水处理曝气充氧控制方法技术

本发明专利技术涉及污水处理技术领域，具体涉及一种基于爬山算法的污水处理曝气充氧控制方法。该方法包括：基于预设时段内曝气口空气输出速率获得曝气口的堵塞程度和曝气口的受影响程度；根据曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标以及其第一个、第二个、第三个和第四个指标的权重获得曝气口的水质指标；对各曝气口的堵塞程度、受影响程度和水质指标进行分析获得异常曝气口；获得每个异常曝气口的最优蝶阀开度值，基于异常曝气口的最优蝶阀开度值对异常曝气口的蝶阀进行调节。本发明专利技术获得了异常曝气口的最优蝶阀开度值，使得每个曝气口的蝶阀能够调节到最合适的开度，能够保证污水处理过程中曝气池氧气的充足，优化了污水处理的过程。程。程。

【技术实现步骤摘要】
一种基于爬山算法的污水处理曝气充氧控制方法


[0001]本专利技术涉及污水处理
，具体涉及一种基于爬山算法的污水处理曝气充氧控制方法。

技术介绍

[0002]活性污泥法是一种好氧生物处理法，它能从污水中去除溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能够被活性污泥吸附的悬浮固体和其他一些物质，在城市污水处理中，在池内设置填料，通过鼓风机对污水池池底曝气从而对污水进行充氧，并使池内污水处于流动状态。
[0003]但是，连接鼓风机的曝气口会出现堵塞的情况，一旦曝气口出现堵塞的情况，鼓风机就不能很好的将空气送入到污水处理池中，这样就会导致污水处理池中的含氧量降低，从而使污水处理的效果变差。
[0004]现有技术中对于出现堵塞的曝气口的检测一般都是通过工人的经验进行判断的，这样判断是十分不准确的，并且对于发生堵塞的曝气口，调节其蝶阀的开度时也都通过工人的经验进行调节，这样并不能将堵塞的曝气口的蝶阀调节到合适的开度。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于爬山算法的污水处理曝气充氧控制方法，所采用的技术方案具体如下：本专利技术一个实施例提供了一种基于爬山算法的污水处理曝气充氧控制方法，方法包括：基于预设时段内曝气口空气输出速率获得曝气口的堵塞程度；不同曝气口之间的距离的平方的倒数为不同曝气口之间的相对距离；利用一个曝气口与其预设范围内曝气口之间的相对距离以及其他曝气口的堵塞程度获得该曝气口的受影响程度；各曝气口周围污水中的化学需氧量、氨氮浓度、污泥浓度和溶解氧含量分别记为第一个指标、第二个指标、第三个指标和第四个指标；利用各曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标各自与所有曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标的和的比值分别获得第一个、第二个、第三个和第四个指标的信息熵；基于所述第一个、第二个、第三个和第四个指标的信息熵分别获得第一个、第二个、第三个和第四个指标的权重；根据曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标以及其第一个、第二个、第三个和第四个指标的权重获得曝气口的水质指标；基于各曝气口的堵塞程度、受影响程度和水质指标获得各曝气口之间的差异构建样本空间，在样本空间中获得每个曝气口的局部可达密度；利用所述各曝气口的局部可达密度获得各曝气口的局部离群因子，局部离群因子大于预设数值的曝气口为异常曝气口；获得每个异常曝气口的最优蝶阀开度值，基于所述每个异常曝气口的最优蝶阀开度值对每个异常曝气口的蝶阀开度进行调节。
[0006]优选地，获得曝气口的堵塞程度包括：获得各曝气口的空气输出速率的最大值，记
为极大速率；各曝气口的空气输出速率与极大速率的比值与曝气口的堵塞程度成负相关关系。
[0007]优选地，所述曝气口的受影响程度为：其中，表示第i个曝气口的受影响程度；表示第i个曝气口与其预设范围内的第b个曝气口的相对距离，其中所述预设范围的第b个曝气口为距离第i个曝气口1米范围内的第b个曝气口；表示第i个曝气口的预设范围内的第b个曝气口的堵塞程度。
[0008]优选地，在所述利用各曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标各自占所有曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标的和的比值分别获得第一个、第二个、第三个和第四个指标的信息熵之前还包括：对每个曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标分别进行去量纲处理；对去量纲后每个曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标分别进行标准化处理，具体为：若第一个、第二个、第三个和第四个指标为正向指标，则标准化后的指标为：若第一个、第二个、第三个和第四个指标为正向指标，则标准化后的指标为：其中，表示第i个曝气口的第j个指标的标准化后的结果，其中j的取值为1、2、3、4；表示去除量纲后的第i个曝气口的第j个指标；表示所有曝气口的第j个指标中的最小值，表示所有曝气口的第j个指标中的最大值。
[0009]优选地，分别获得第一个、第二个、第三个和第四个指标的权重包括：其中，表示第j个指标的权重；表示第j个指标的信息熵。
[0010]优选地，根据曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标以及其第一个、第二个、第三个和第四个指标的权重获得曝气口的水质指标包括：基于第一个、第二个、第三个和第四个指标的权重对每个曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标进行加权求和获得每个曝气口的水质指标。
[0011]优选地，基于各曝气口的堵塞程度、受影响程度和水质指标获得各曝气口之间的差异构建样本空间，在样本空间中获得每个曝气口的局部可达密度包括：利用各曝气口的堵塞程度、受影响程度和水质指标组成各曝气口的特征向量，计算各曝气口的特征向量的相似度；利用所述各曝气口的特征向量的相似度获得各曝气口之间的差异距离；基于所述各曝气口之间的差异距离构建样本空间获得各曝气口在样本空间中位置；在样本空间中选择曝气口p，计算样本空间中任意两个曝气口在空间中的距离，且获得曝气口p的第k距离，记为，所述曝气口p的第k距离表示将其他曝气口与曝气口p
的距离按照升序排列时的第k个距离；基于所述曝气口p的第k距离获得第k距离邻域，其中第k距离邻域中曝气口的数量大于等于k，且第k距离邻域中曝气口的数量为；获得曝气口p到第k距离邻域中任意一个曝气口o的可达距离；则曝气口p的局部可达密度为：其中，表示曝气口p的局部可达密度。
[0012]优选地，利用所述各曝气口的局部可达密度获得各曝气口的局部离群因子包括：所述曝气口的局部离群因子为：其中，表示曝气口p的局部离群因子；表示曝气口p的k距离邻域；表示曝气口p的k距离邻域中任意一个曝气口o的局部可达密度；表示曝气口p的局部可达密度；表示曝气口p的k距离邻域中的曝气口的数量。
[0013]优选地，获得每个异常曝气口的最优蝶阀开度值包括：对于每个异常曝气口，获得曝气口的蝶阀实际可调范围，根据蝶阀实际可调范围和异常曝气口的蝶阀每次调节后异常曝气口的局部离群因子利用爬山算法获得每个异常曝气口的最优蝶阀开度值。
[0014]本专利技术实施例至少具有如下有益效果：本专利技术获得了每个曝气口的堵塞程度、受影响程度和水质指标，其中在获取水质指标时综合了每个曝气口周围水域的多个因素的多个指标，同时使用了熵权法客观的获得了多个指标的权重，保证了数据的准确性，使得后续对每个曝气口的堵塞程度、受影响程度和水质指标进行分析获得异常曝气口时也是较为准确的；同时基于爬山算法获得了异常曝气口的最优蝶阀开度值，使得每个曝气口的蝶阀能够调节到最合适的开度，能够保证污水处理过程中曝气池氧气的充足，优化了污水处理的过程。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0016]图1为本专利技术的一种基于爬山算法的污水处理曝气充氧控制方法的方法流程图。
具体实施方式
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于爬山算法的污水处理曝气充氧控制方法，其特征在于，该方法包括：基于预设时段内曝气口空气输出速率获得曝气口的堵塞程度；不同曝气口之间的距离的平方的倒数为不同曝气口之间的相对距离；利用一个曝气口与其预设范围内曝气口之间的相对距离以及其他曝气口的堵塞程度获得该曝气口的受影响程度；各曝气口周围污水中的化学需氧量、氨氮浓度、污泥浓度和溶解氧含量分别记为第一个指标、第二个指标、第三个指标和第四个指标；利用各曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标各自与所有曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标的和的比值分别获得第一个、第二个、第三个和第四个指标的信息熵；基于所述第一个、第二个、第三个和第四个指标的信息熵分别获得第一个、第二个、第三个和第四个指标的权重；根据曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标以及其第一个、第二个、第三个和第四个指标的权重获得曝气口的水质指标；基于各曝气口的堵塞程度、受影响程度和水质指标获得各曝气口之间的差异构建样本空间，在样本空间中获得每个曝气口的局部可达密度；利用所述各曝气口的局部可达密度获得各曝气口的局部离群因子，局部离群因子大于预设数值的曝气口为异常曝气口；获得每个异常曝气口的最优蝶阀开度值，基于所述每个异常曝气口的最优蝶阀开度值对每个异常曝气口的蝶阀开度进行调节。2.根据权利要求1所述的一种基于爬山算法的污水处理曝气充氧控制方法，其特征在于，所述获得曝气口的堵塞程度包括：获得各曝气口的空气输出速率的最大值，记为极大速率；各曝气口的空气输出速率与极大速率的比值与曝气口的堵塞程度成负相关关系。3.根据权利要求1所述的一种基于爬山算法的污水处理曝气充氧控制方法，其特征在于，所述曝气口的受影响程度为：其中，表示第i个曝气口的受影响程度；表示第i个曝气口与其预设范围内的第b个曝气口的相对距离，其中所述预设范围的第b个曝气口为距离第i个曝气口1米范围内的第b个曝气口；表示第i个曝气口的预设范围内的第b个曝气口的堵塞程度。4.根据权利要求1所述的一种基于爬山算法的污水处理曝气充氧控制方法，其特征在于，在所述利用各曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标各自占所有曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标的和的比值分别获得第一个、第二个、第三个和第四个指标的信息熵之前还包括：对每个曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标分别进行去量纲处理；对去量纲后每个曝气口的第一个、第二个、第三个和第四个指标分别进行标准化处理，具体为：若第一个、第二个、第三个和第四个指标为正向指标，则标准化后的指标为：若第一个、第二个、第三个和第四个指标为正向指标，则标准化后的指标为：其中，表示第i个曝气口的第j个指标...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文征，
申请(专利权)人：江苏莱通环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：