一种基于图像处理的污水多级处理方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及污水处理技术领域，具体涉及一种基于图像处理的污水多级处理方法及系统，该方法包括：采集气浮池的表面图像；提取表面图像的色调分量；按照色调分量图像中色调的不同将表面图像分割为不同色调的色调分割图；基于每张色调分割图的灰度图，获取不同灰度级出现的频率、同一灰度级中各像素点的灰度差异之和、同一灰度级中各个像素点之间的平均距离，将频率、平均距离与灰度差异之和进行加权求和得到色调分割图中气泡的均匀程度；提取每个色调分割图的饱和度分量，根据饱和度分量与气泡的均匀程度得到污水滤除程度；根据污水滤除程度动态调整气浮池的控制参数，达到动态控制气浮池参数的目的。浮池参数的目的。浮池参数的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像处理的污水多级处理方法及系统


[0001]本专利技术涉及污水处理
，具体涉及一种基于图像处理的污水多级处理方法及系统。

技术介绍

[0002]对于工业污水的处理，对于印染、电镀、制革、造纸、化工、纺织、肉类加工、炼油、罐头食品等生产后的工业废水处理及生产用水处理，目前常用的方法包括物理法、化学法、物理化学法和生物处理法四大类，其中，物理法主要对污水中不溶解的悬浮状污染物，包括油膜和油珠，进行处理。气浮法是物理法中的一种方法，现有技术中，气浮法通过气浮池产生微小气泡，利用气泡作为载体将水中的乳化油、微小悬浮物等污染物粘附在气泡上，通过上浮到水面实现分离杂质的目的。
[0003]专利技术人在实践中，发现上述现有技术存在以下缺陷：现有技术中，对于气浮池中参数的控制设定的是固定的数值，并不能根据气浮池中的实际情况调整，而是依赖于员工经验进行的经验调整。

技术实现思路

[0004]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图像处理的污水多级处理方法及系统，所采用的技术方案具体如下：第一方面，本专利技术一个实施例提供了一种基于图像处理的污水多级处理方法，该方法包括以下步骤：采集气浮池的表面图像，所述表面图像中包括待处理污水及其表面由大量气泡形成的浮沫；提取所述表面图像的色调分量；按照所述色调分量图像中色调的不同将所述表面图像分割为不同色调的色调分割图；基于每张色调分割图的灰度图，获取不同灰度级出现的频率、同一灰度级中各像素点的灰度差异之和、同一灰度级中各个像素点之间的平均距离，其中灰度差异是指中心像素与邻域像素的平均灰度之间的差异，将所述频率作为每个灰度级的第一权重、所述平均距离作为每个灰度级的第二权重，与所述灰度差异之和进行加权求和得到色调分割图中气泡的均匀程度；提取每个色调分割图的饱和度分量，根据所述饱和度分量与所述气泡的均匀程度得到污水滤除程度；根据所述污水滤除程度动态调整气浮池的控制参数。
[0005]进一步，所述按照所述色调分量图像中色调的不同将所述表面图像分割为不同色调的色调分割图的步骤包括：将所述色调分量图像进行灰度化并去噪处理，得到去噪后的灰度图；对所述去噪后的灰度图进行密度聚类得到不同色调区域，将不同色调区域分别作为掩膜图像与所述表面图像进行相乘，得到不同色调的色调分割图。
[0006]进一步，根据所述饱和度分量与所述气泡的均匀程度得到污水滤除程度的步骤包括：基于所有色调分割图，将所述饱和度分量作为相应的权重，与所述气泡的均匀程度进行加权求和，将得到的总和取倒数，得到所述污水滤除程度。
[0007]进一步，所述气浮池的控制参数包括气泡大小、气流速率和溶气压力中的一种或
者多种。
[0008]进一步，所述根据所述污水滤除程度动态调整气浮池的控制参数的步骤包括：通过查找映射关系表来调节参数，其中所述映射关系表是基于历史数据构建的污水滤除程度分别与气泡大小、气流速率和溶气压力之间的映射关系表。
[0009]第二方面，一种基于图像处理的污水多级处理系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述方法的步骤。
[0010]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术实施例提供了一种基于图像处理的污水多级处理方法，该方法通过获取不同灰度级出现的频率、同一灰度级中各像素点的灰度差异之和、同一灰度级中各个像素点之间的平均距离，其中灰度的差异是指中心像素与邻域像素的平均灰度之间的差异，将所述频率作为每个灰度级的第一权重、所述平均距离作为每个灰度级的第二权重，与所述灰度差异之和进行加权求和得到色调分割图中气泡的均匀程度；并结合饱和度计算污水滤除程度。同一灰度级中各像素点的灰度差异之和并结合不同灰度级出现的频率、各个像素点之间的平均距离，能够在不受到色差影响的情况下，得到气泡的均匀程度，有利于精准调整气泡大小。
附图说明
[0011]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。
[0012]图1为本专利技术一个实施例所提供的一种基于图像处理的污水多级处理方法流程图。
具体实施方式
[0013]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种基于图像处理的污水多级处理方法及系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0014]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。
[0015]污水多级处理系统包括：一级处理、二级处理、三级处理。其中，一级处理一般采用机械处理手段，具体可以是沉砂池、初沉池、气浮池等；二级处理一般采用生化处理手段，具体可以包括活性污泥法、A/O工艺、氧化沟等；三级处理一般采用富营养化处理手段，具体可以包括高级催化氧化、曝气生物滤池、膜处理等。一般的工业污水会用到气浮法，本专利技术实施例主要针对一级处理中的气浮池处理，在气浮池上方布置相机，通过相机采集气浮池中水面的气泡浮沫图像，相机位姿为垂直于水面俯视拍摄。
[0016]下面结合附图具体的说明本专利技术所提供的一种基于图像处理的污水多级处理方法的具体方案。
[0017]请参阅图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的一种基于图像处理的污水多级处理方法流程图，该方法包括以下步骤：步骤S001，采集气浮池的表面图像，表面图像中包括待处理的污水表面及由大量气泡形成的浮沫。
[0018]在污水进入气浮池之前，需要对污水进行预处理，具体的，将污水注入混凝池中，向混凝池中加入化学试剂用于中和水中的PH值和氨氮含量，投入混凝剂使污水中的小悬浮物质絮凝成大的悬浮物，再加入絮凝剂来降低废水中的有机物质。经过沉淀池进行沉淀，将大颗粒的悬浮物经过沉淀后，经底部污泥池储存并去除。通过预处理的步骤能够将污水中的大部分杂质经过沉淀后去除。
[0019]经过预处理之后的污水进入气浮池，在气浮池中向水中注入气泡，利用气泡将水中的微小颗粒污染物和油脂附着在气泡上，气泡上浮至水面进行污染物分离。当水体中的悬浮物一定时，气泡越小，附着杂质所需的气泡数量就越多，而由于小体积气泡所需的供气压力大。因此根据气浮池表面的浮沫特征调整气泡的大小、溶气压力和气流速率能够改变气泡的大小。
[0020]通过相机获取气浮池表面的初始表面图像，在初始表面图像中包括设置于气浮池中的刮板，由于刮板相对于污水表面的颜色特征明显，因此通过阈值分割将刮板部分去除，并将分割后的水体表面的图像进行重新拼接，得到无刮板影响的气浮池的表面图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于图像处理的污水多级处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集气浮池的表面图像，所述表面图像中包括待处理污水及其表面由大量气泡形成的浮沫；提取所述表面图像的色调分量；按照所述色调分量图像中色调的不同将所述表面图像分割为不同色调的色调分割图；基于每张色调分割图的灰度图，获取不同灰度级出现的频率、同一灰度级中各像素点的灰度差异之和、同一灰度级中各个像素点之间的平均距离，其中灰度差异是指中心像素与邻域像素的平均灰度之间的差异，将所述频率作为每个灰度级的第一权重、所述平均距离作为每个灰度级的第二权重，与所述灰度差异之和进行加权求和得到色调分割图中气泡的均匀程度；提取每个色调分割图的饱和度分量，根据所述饱和度分量与所述气泡的均匀程度得到污水滤除程度；根据所述污水滤除程度动态调整气浮池的控制参数。2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理的污水多级处理方法，其特征在于，所述按照所述色调分量图像中色调的不同将所述表面图像分割为不同色调的色调分割图的步骤包括：将所述色调分量图像进行灰度化并去噪处理，得到去噪后的灰度图；对所述去噪后的灰度图进行密度聚类得到不同色调区域，将不同色调区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴丽敏，张颖，
申请(专利权)人：南通西田环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：