一种污水处理二沉池的自动化监控系统和控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种污水处理二沉池的自动化监控系统和控制方法，所述自动化监控系统包括：图像采集系统、图像模型数据库、智慧决策系统、在线仪表系统、电气控制设备系统和运维移动终端。所述控制方法包括：采用图像采集系统得到图像信息，将图像信息经图像模型数据库识别得到监控信息；采用在线仪表系统得到运行参数；将监控信息和运行参数在智慧决策系统中进行分析，判断二沉池的运行状态，并对异常状态进行调控。本发明专利技术提供的自动化监控系统和控制方法能够实时监测二沉池的运行情况，实现无人值守自动监控及调控的功能，极大地提高了污水厂的运行维护效率，降低了人工巡检的工作量，增加了系统自动运行的可靠性，缩减了污水厂的人力需求。人力需求。人力需求。

【技术实现步骤摘要】
一种污水处理二沉池的自动化监控系统和控制方法


[0001]本专利技术涉及环境保护
，具体涉及一种污水处理二沉池的自动化监控系统和控制方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术、互联网技术的飞跃，污水厂和管网在向智慧化管理方向发展，趋向于全自动无人值守，即平时监控定期巡检，通过智慧管理手段可以实现污水厂的“关灯”运行。
[0003]二沉池是传统城镇污水处理厂的重要组成部分，其主要原理为通过重力沉淀实现污泥浓缩与泥水分离，为活性污泥系统持续提供回流污泥，是保障城镇生活污水处理厂出水达标的关键单元。二沉池目前运行状态主要依赖巡检人员目测观察泥水分离情况、出水状态及池面浮泥状态等来判断，以及运用有限仪表和效率较低的化验方法，存在简单粗放、延迟滞后、效率低下等问题，且暂时无法实现无人值守的运行状态。
[0004]CN104090488A公开了一种污水厂自动实时控制溶解氧、污泥负荷和污泥龄的方法，包括以下步骤：数据设定步骤，对系统中的好氧池溶解氧、好氧池比耗氧速率、污泥龄和二沉池泥位进行参数设定；数据采集步骤，通过系统中安装在各处的仪表来采集系统参数；数据处理步骤，根据采集到的系统参数，计算出好氧池溶解氧、比耗氧速率、污泥龄、二沉池泥位的实际值；系统调节步骤，根据处理后的实际值与设定的参数值进行比较，并根据比较结果系统进行自动反馈调节。但是该方法未能提供如何实时监控二沉池有无异常表现。
[0005]CN112807759A公开了一种污水处理厂二沉池均匀排泥系统及其控制方法，该排泥系统包括污泥回流池和至少两个二沉池，每个二沉池和污泥回流池之间通过排泥管连接，污泥回流池内安装有回流泵；排泥管包括排泥主管以及与排泥主管连接的至少两组排泥支管，排泥支管上安装有限流阀和控制阀。该方法主要是通过设置限流阀使不同二沉池通过排泥管进入污泥回流池的流量相同，但是无法做到对二沉池运行状态的实时监控。
[0006]CN113788540A公开了一种浸没式主动红外自清洗二沉池污泥层感应装置及方法，包括上下连接且形成相连通内腔的上套筒和下套筒、位于上套筒内壁且相对设置的一组红外发射器和红外接收器、环贴于红外发射器和红外接收器前侧的透明硬质环以及可在内腔中上下活动且用于清洗透明硬质环的推杆组件。该方法虽然关注了二沉池的泥位控制，但是没有提及如何实时监测和控制二沉池表面的方法。
[0007]因此，提供一种污水处理二沉池的自动化监控系统和控制方法具有重要意义。

技术实现思路

[0008]针对以上问题，本专利技术的目的在于提供一种污水处理二沉池的自动化监控系统和控制方法，与现有技术相比，本专利技术提供的自动化监控系统和控制方法可实时监测二沉池液面的异常情况，代替人工巡检，填补二沉池实时监测技术方法的空缺。
[0009]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种污水处理二沉池的自动化监控系统，所述自动化监控系统包括：图像采集系统、图像模型数据库、智慧决策系统、在线仪表系统、电气控制设备系统和运维移动终端；
[0011]所述图像采集系统的输出端与图像模型数据库连接；
[0012]所述图像模型数据库的输出端与智慧决策系统连接；
[0013]所述在线仪表系统的输出端与智慧决策系统连接；
[0014]所述智慧决策系统的输出端分别与电气控制设备系统和运维移动终端连接。
[0015]本专利技术提供的自动化监控系统通过图像采集系统进行图像信息采集，采集后的图像信息经过图像模型数据库识别得到监控信息，在线仪表系统采集二沉池的运行参数，监控信息和运行参数经输出进入智慧决策系统，智慧决策系统的输出端分别与电气控制设备系统和运维移动终端连接。本专利技术提供的自动化监控系统通过图像采集系统、图像模型数据库、智慧决策系统、在线仪表系统、电气控制设备系统和运维移动终端相互配合，可以实时监测二沉池液面的异常情况，代替人工巡检，有效解决传统方法存在的弊端。
[0016]本专利技术中，所述智慧决策系统包括含有污水厂所有数据的数据库，包括各个水处理单体的运行参数、进出水的水量、水质和状态数据，以及各个设备、阀门的控制数据等。在线仪表系统和图像采集系统得到的运行参数或图像信息可以在智慧决策系统中与数据库的设定值进行对比，并将在线仪表系统得到运行参数和图像采集系统采集的图像信息耦合判断，得到二沉池的运行状态。如有异常，判定异常等级，根据事故原因调控对应的电气控制设备系统中的设备，如需要人员到现场操作则将调控信息发送至运维人员的运维移动终端中，所述运维移动终端可以是手机、平板或其它终端设备。
[0017]优选地，所述图像采集系统包括摄像头。
[0018]优选地，所述摄像头设置于二沉池的上方。
[0019]本专利技术中，摄像头位于可自动移动的滑轨上，实时拍摄二沉池清水区域。
[0020]优选地，所述在线仪表系统包括流量计、泥位计、在线浊度计或污泥浓度计中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括流量计、泥位计、在线浊度计和污泥浓度计的组合。本专利技术通过设置上述在线仪表系统，可以采集泥位、流量、出水SS等运行参数。
[0021]本专利技术中，在二沉池内多点设置泥位计。
[0022]优选地，所述流量计设置于二沉池的进水渠。
[0023]优选地，所述泥位计设置于二沉池内或二沉池的污泥斗内。
[0024]优选地，所述在线浊度计设置于二沉池的出水渠。
[0025]优选地，所述污泥浓度计设置于二沉池的污泥回流管内。
[0026]优选地，所述电气控制设备系统包括泵、风机、阀门、刮泥机、浮渣机或洒水器中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括泵、风机、阀门、刮泥机、浮渣机和洒水器的组合。
[0027]优选地，所述阀门包括进水阀门、出水阀门或排空阀中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括进水阀门、出水阀门和排空阀的组合。
[0028]优选地，所述自动化监控系统还包括区域监控显示中心。
[0029]优选地，所述智慧决策系统的输出端与区域监控显示中心连接。
[0030]本专利技术中，智慧决策系统可以在区域监控显示中心实时显示运行状态、报警、异常处理进度等。
[0031]优选地，所述运维移动终端包括运维手机。
[0032]第二方面，本专利技术提供一种污水处理二沉池的控制方法，所述控制方法采用本专利技术第一方面所述的自动化监控系统，所述控制方法包括以下步骤：
[0033](1)采用图像采集系统对二沉池的图像进行采集，得到二沉池的图像信息，将所述图像信息输出至图像模型数据库采用AI自动识别技术进行识别，得到监控信息，将所述监控信息输送至智慧决策系统；
[0034](2)采用在线仪表系统对二沉池的运行参数进行采集，得到二沉池的运行参数，将所述运行参数输送至智慧决策系统；
[0035](3)将步骤(1)得到的所述监控信息和步骤(2)得到的所述运行参数在智慧决本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污水处理二沉池的自动化监控系统，其特征在于，所述自动化监控系统包括：图像采集系统、图像模型数据库、智慧决策系统、在线仪表系统、电气控制设备系统和运维移动终端；所述图像采集系统的输出端与图像模型数据库连接；所述图像模型数据库的输出端与智慧决策系统连接；所述在线仪表系统的输出端与智慧决策系统连接；所述智慧决策系统的输出端分别与电气控制设备系统和运维移动终端连接。2.根据权利要求1所述的自动化监控系统，其特征在于，所述图像采集系统包括摄像头；优选地，所述摄像头设置于二沉池的上方；优选地，所述在线仪表系统包括流量计、泥位计、在线浊度计或污泥浓度计中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述流量计设置于二沉池的进水渠；优选地，所述泥位计设置于二沉池内或二沉池的污泥斗内；优选地，所述在线浊度计设置于二沉池的出水渠；优选地，所述污泥浓度计设置于二沉池的污泥回流管内；优选地，所述电气控制设备系统包括泵、风机、阀门、刮泥机、浮渣机或洒水器中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述阀门包括进水阀门、出水阀门或排空阀中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述自动化监控系统还包括区域监控显示中心；优选地，所述智慧决策系统的输出端与区域监控显示中心连接；优选地，所述运维移动终端包括运维手机。3.一种污水处理二沉池的控制方法，其特征在于，所述控制方法采用如权利要求1或2所述的自动化监控系统，所述控制方法包括以下步骤：(1)采用图像采集系统对二沉池的图像进行采集，得到二沉池的图像信息，将所述图像信息输出至图像模型数据库采用AI自动识别技术进行识别，得到监控信息，将所述监控信息输送至智慧决策系统；(2)采用在线仪表系统对二沉池的运行参数进行采集，得到二沉池的运行参数，将所述运行参数输送至智慧决策系统；(3)将步骤(1)得到的所述监控信息和步骤(2)得到的所述运行参数在智慧决策系统中进行分析，判断二沉池的运行状态；若二沉池处于正常运行状态，则继续通过步骤(1)至步骤(3)的控制方法进行监控，若二沉池处于异常状态，则智慧决策系统进行调控，所述调控的方法包括：若监控信息异常，则调取步骤(1)所述图像信息，若图像信息无异常，则通过计算判定问题归属，报警并采用智慧决策系统进行调控；若监控信息异常，则调取运行参数，若运行参数异常，则通过计算判定问题归属，报警并采用智慧决策系统进行调控；若运行参数异常，监控信息正常，则通过计算判定问题归属，报警并采用智慧决策系统进行调控。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，步骤(1)所述图像采集系统采用摄像头对二沉池的图像进行采集；优选地，所述AI自动识别技术采用卷积神经网络结构；优选地，所述卷积神经网络结构的训练方法包括正反强化训练学习法。5.根据权利要求3或4所述的控制方法，其特征在于，步骤(3)所述异常状态为污泥上浮时，所述智慧决策系统进行调控的方法包括：计算二沉池内AAO法的污泥龄并记为θ；若θ＞22天，则智慧决策系统将调控指令输送至电气控制设备系统的刮泥机，清理二沉池底部进行排泥；若10≤θ≤22天，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯锋，刘莹，干里里，庞洪涛，周晓，张静慧，
申请(专利权)人：国投信开水环境投资有限公司，
类型：发明
国别省市：