一种水厂次氯酸钠智能投加系统技术方案

本发明专利技术提供一种水厂次氯酸钠智能投加系统，涉及水厂智能化控制技术领域，包括：根据第一比例积分微分控制模型智能控制在各第一投加点的次氯酸钠的前加氯量，并采集相应的前加氯余氯；将包含各前加氯量和对应的前加氯余氯的水质参数集合输入后加氯模型得到后加氯量，智能控制在各第二投加点投加后加氯量的次氯酸钠，并采集相应的后加氯余氯；根据第二比例积分微分控制模型智能控制在各第三投加点的次氯酸钠的补加氯量，第二比例积分微分控制模型将前加氯量、前加氯余量、后加氯量和后加氯余量作为前馈参数。有益效果是能够根据前加氯的效果动态调整后加氯投加量，并根据前加氯、后加氯投加效果动态调整补加氯投加量，三个投加点联动精准投加。加点联动精准投加。加点联动精准投加。

【技术实现步骤摘要】
一种水厂次氯酸钠智能投加系统


[0001]本专利技术涉及水厂智能化控制
，尤其涉及水厂次氯酸钠智能投加系统。

技术介绍

[0002]常规水厂加氯环节通常分为前加氯、后加氯和补加氯。其中，前加氯在原水入水处，主要根据原水流量比例投加，综合考虑原水流量和回收流量，次氯酸钠投加量和水流量呈正比。前加氯主要是承担消毒、消藻、调节PH、破坏水质胶体等作用。传统前加氯通过安装流量计，将流量转换成电流信号并输入到PLC中，达到流量比例控制前加氯的目的。传统前加氯方法比较粗放，PLC通常只能根据流量指标或包括流量在内的2
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3个原水指标。而实际的次氯酸钠药剂投放量，可能与原水流量、原水浊度、原水温度、原水溶解氧、原水氨氮等多项复杂的水质参数有关。限制于软硬件，传统前加氯流程无法对这些参数作一个综合的考虑。
[0003]后加氯在清水池前，其目的是通过氯与水相互作用生成的强氧化剂(次氯酸)杀灭水中残留的细菌与病毒等微生物。后加氯使保证出厂水余氯的主要环节，直接关系到出厂水余氯的合格率和稳定性。在后加氯流程中，常规工艺通常使用流量比例前馈信号与余氯反馈后馈信号的PID复合环控制。流量比例前馈信号与前加氯类似，即通过流量仪将流量信号转换成电信号并输入到PLC中。余氯反馈信号则是在后加氯投加点后，水流时间5
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10分钟处安装余氯仪，通过余氯仪测得余氯量以后，作为后反馈信号结合流量调节加氯量，以保证后加氯效果。
[0004]传统后加氯工艺主要存在两个问题。首先，与前加氯一样，传统后加氯由于PLC设备的限制，只考虑流量、余氯在内的少数反馈信号。但是在极端条件如暴雨泥石流天气下，流量变化的同时浊度、PH等水质指标也发生剧变。这些发生剧变的水质指标虽然不在传统后加氯的考虑流程中，但是会很大程度上影响次氯酸钠药剂投加量。其次，后加氯控制工艺作为一个独立的控制单元，与前加氯控制单元完全独立。而在实际应用中，前加氯投加量与后加氯投加量有着非常强的关联性。比如，前加氯完美投加情况下保证了沉淀池、滤池等构筑物的消毒杀菌效果，同时也不会由于过量投加产生加氯副产物。但是实际生产中很难达到这个效果。
[0005]补加氯通常位于出厂前，补加氯作为氯消毒出厂前的最后一道大闸，直接关系到出厂余氯的合格率和稳定性。传统补加氯控制通常根据出厂水流量作前馈，出厂余氯作反馈，通过PID调节控制加氯量，使出厂水余氯保持在预设范围内，达到消毒的目的。当前PID控制补加氯与后加氯流程一样，无法与前加氯、后加氯步骤关联调节。独立、分隔的补加氯流程无法针对前加氯、后加氯多加或少加的药量进行有效反馈调节。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种水厂次氯酸钠智能投加系统，每个水厂中配置有设置于所述水厂的原水入水处的至少一第一投加点、设置于所述水厂的清水
池前的至少一第二投加点和设置于所述清水池后的至少一第三投加点；
[0007]则所述水厂次氯酸钠智能投加系统包括至少一水厂客户端，所述水厂客户端与所述水厂一一对应，所述水厂客户端包括：
[0008]前加氯控制模块，用于根据预设的一第一比例积分微分控制模型智能控制对应的所述水厂在各所述第一投加点的所述次氯酸钠的一前加氯量，并采集在各所述第一投加点投加所述次氯酸钠后的一前加氯余氯；
[0009]后加氯控制模块，连接所述前加氯控制模块，用于将包含各所述前加氯量和对应的所述前加氯余氯的一水质参数集合输入自适应更新的一后加氯模型得到一后加氯量，智能控制对应的所述水厂在各所述第二投加点投加所述后加氯量的所述次氯酸钠，并采集在各所述第二投加点投加所述次氯酸钠后的一后加氯余氯；
[0010]补加氯控制模块，分别连接所述前加氯控制模块和所述后加氯控制模块，用于根据预设的一第二比例积分微分控制模型智能控制对应的所述水厂在各所述第三投加点的所述次氯酸钠的一补加氯量，所述第二比例积分微分控制模型将所述前加氯量、所述前加氯余量、所述后加氯量和所述后加氯余量作为前馈参数。
[0011]优选的，还包括一云端服务器，连接各所述水厂客户端，所述水厂客户端还包括一模型更新模块，连接所述后加氯控制模块，所述模型更新模块包括：
[0012]本地训练单元，用于持续获取多组所述前加氯量、所述前加氯余量以及对应的所述后加氯量形成训练集，根据所述训练集对所述后加氯模型进行训练更新得到相应的本地模型参数；
[0013]参数上传单元，连接所述本地训练单元，用于将每次训练得到的所述本地模型参数上传至所述云端服务器；
[0014]所述云端服务器用于在每轮接收到的各所述水厂的所述本地模型参数时，将各所述本地模型参数取平均值得到一最新模型参数，并下发至所有所述模型更新客户端；
[0015]所述模型更新模块还包括：
[0016]更新单元，用于在接收到所述最新模型参数时，根据所述最新模型参数更新所述后加氯模型；
[0017]所述后加氯控制模块根据更新后的所述后加氯模型预测得到所述后加氯量。
[0018]优选的，所述云端服务器包括：
[0019]延时模块，用于在每轮接收所述本地模型参数过程中，最后一次接收到所述本地模型参数的一预设时间段内未再次接收到所述本地模型参数时，输出表征本轮所述本地模型参数接收完毕的一结束信号；
[0020]计算模块，连接所述延时模块，用于根据所述结束信号将本轮接收到的各所述本地模型参数取平均值得到所述最新模型参数，并下发至所有所述水厂客户端。
[0021]优选的，所述云端服务器中预先配置有一模型网络；所述云端服务器还包括一配置模块，用于在检测到新的所述水厂客户端接入时，向新接入的所述水厂客户端中配置所述最新模型参数和所述模型网络形成所述后加氯模型。
[0022]优选的，所述第一比例积分微分控制模型的前馈参数包括所述水厂的总进水瞬时流量、所述水厂的各沉淀池的进水瞬时流量、原水PH值、原水温度、原水浊度、原水溶解氧含量和原水化学需氧量，所述第一比例积分微分控制模型的后馈参数为所述前加氯余量。
[0023]优选的，所述第一投加点设置于所述水厂的各所述沉淀池，所述前加氯量对应分别包括各所述沉淀池中所述次氯酸钠的投加量，所述前加氯余量对应分别包括各所述沉淀池中投加所述次氯酸钠后的余氯。
[0024]优选的，所述水质参数集合中还包含所述原水的浊度和所述水厂的各接触池的浊度和各所述接触池的PH值。
[0025]优选的，所述第二投加点设置于各所述接触池，所述后加氯量对应分别包括各所述接触池中所述次氯酸钠的投加量，所述后加氯余量对应分别包括各所述接触池中投加所述次氯酸钠后的余氯。
[0026]优选的，所述后加氯模型为深度神经网络模型。
[0027]上述技术方案具有如下优点或有益效果：
[0028]1)综合考虑前加氯、后加氯、补加氯全流程次氯酸钠投加，能够根据前加氯的效果动态调整后加氯投加量，并根据前加氯、后加氯投加效果动态调整补加氯投加量，三个投加点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水厂次氯酸钠智能投加系统，其特征在于，每个水厂中配置有设置于所述水厂的原水入水处的至少一第一投加点、设置于所述水厂的清水池前的至少一第二投加点和设置于所述清水池后的至少一第三投加点；则所述水厂次氯酸钠智能投加系统包括至少一水厂客户端，所述水厂客户端与所述水厂一一对应，所述水厂客户端包括：前加氯控制模块，用于根据预设的一第一比例积分微分控制模型智能控制对应的所述水厂在各所述第一投加点的所述次氯酸钠的一前加氯量，并采集在各所述第一投加点投加所述次氯酸钠后的一前加氯余氯；后加氯控制模块，连接所述前加氯控制模块，用于将包含各所述前加氯量和对应的所述前加氯余氯的一水质参数集合输入自适应更新的一后加氯模型得到一后加氯量，智能控制对应的所述水厂在各所述第二投加点投加所述后加氯量的所述次氯酸钠，并采集在各所述第二投加点投加所述次氯酸钠后的一后加氯余氯；补加氯控制模块，分别连接所述前加氯控制模块和所述后加氯控制模块，用于根据预设的一第二比例积分微分控制模型智能控制对应的所述水厂在各所述第三投加点的所述次氯酸钠的一补加氯量，所述第二比例积分微分控制模型将所述前加氯量、所述前加氯余量、所述后加氯量和所述后加氯余量作为前馈参数。2.根据权利要求1所述的水厂次氯酸钠智能投加系统，其特征在于，还包括一云端服务器，连接各所述水厂客户端，所述水厂客户端还包括一模型更新模块，连接所述后加氯控制模块，所述模型更新模块包括：本地训练单元，用于持续获取多组所述前加氯量、所述前加氯余量以及对应的所述后加氯量形成训练集，根据所述训练集对所述后加氯模型进行训练更新得到相应的本地模型参数；参数上传单元，连接所述本地训练单元，用于将每次训练得到的所述本地模型参数上传至所述云端服务器；所述云端服务器用于在每轮接收到的各所述水厂的所述本地模型参数时，将各所述本地模型参数取平均值得到一最新模型参数，并下发至所有所述模型更新客户端；所述模型更新模块还包括：更新单元，用于在接收到所述最新模型参数时，根据所述最新模型参数更新所述后加氯模型；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔继梅，杨小华，樊志强，张振华，秦爱冬，孙涛，祝书虎，
申请(专利权)人：南通派菲克水务技术有限公司，
类型：发明
国别省市：