一种滤池健康状态实时分析的方法技术

本发明专利技术公开了一种滤池健康状态实时分析的方法，通过控制器对滤池多组数据的存储分析，评估滤池后续运行状态的变化趋势，为滤池周期冲洗的自动动态调整提供参考依据，减少滤池前端来水流量低、浊度低情况下的过度冲洗，为控制系统和运维人员合理规划多组滤池冲洗队列提供参考依据，预防多组滤池排队等待冲洗的情况出现，提高滤池系统运行的效率，保障水厂滤池系统运行的整体安全，减轻水厂污泥水系统的运行压力。统的运行压力。统的运行压力。

【技术实现步骤摘要】
一种滤池健康状态实时分析的方法


[0001]本专利技术涉及滤池冲洗控制
，具体涉及一种滤池健康状态实时分析的方法。

技术介绍

[0002]自来水厂设有多组相同的滤池，多组滤池共用一套冲洗系统，同一时间只允许一个滤池进行冲洗。经典的滤池冲洗控制方式主要为人工申请和周期触发，多组滤池冲洗申依据申请时间优先进行排队。目前周期触发设定由运维人员人工设定后即固定了，系统无法根据滤池前端来水自动进行动态调整，且运维人员人工设定周期触发参数无参考依据，因为其无法通过实时数据预测滤池未来时间节点的运行状态。另一方面，由于滤池冲洗存在排队机制，易出现多组滤池都需要进行冲洗的情况，但系统特性决定了只有单组滤池能进行冲洗，此时，整个滤池系统多组滤池效率的低下影响了水厂的正常生产，多组滤池集中连续冲洗则对后续污泥水系统的运行产生了较大压力。
[0003]如中国专利CN112001612A，公开日2020年11月07日，本专利技术公开了一种水厂多滤池反冲洗队列排队方法,根据手动、浊度、水头流失、定时等条件判断是否需要进行反冲洗，再依据这些条件确定每个滤池反冲洗的优先级。但本专利技术无法根据滤池的实时运行状态进行滤池反冲洗时间的调整，不利于滤池系统的运行。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：滤池冲洗时间安排不合理，水厂滤池系统运行压力大的技术问题。提出了一种滤池健康状态实时分析的方法，可以实时监控滤池的运行状态，为滤池的周期冲洗的自动动态调整提供参考依据，预防多组滤池排队等待冲洗的情况出现，提高滤池系统的运行状态，保障水厂滤池系统运行的整体安全。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种滤池健康状态实时分析的方法，包括以下步骤：S1:控制器采集存储各项数据初始值,检测滤池运行状态；S2:控制器检测到滤池冲洗完成后,控制器控制滤池进入恒液位产水状态；S3:控制器检测到滤池稳定在恒液位产水状态,初始化存储数据,计算滤池初始健康状态指数；S4:控制器计时,每隔相同时间记录一组数据；S5:根据记录的数据建立滤池健康状态实时分析模型；S6:控制器使用距当前时刻最近的若干组数据,利用拉格朗日插值法预测未来某一时刻的滤池健康状态指数；S7:控制器利用拉格朗日插值法循环求解,得到滤池健康状态指数为0时所对应的滤池运行时刻；S8:根据得到的滤池健康状态指数为0时所对应的滤池运行时刻，安排滤池冲洗时
间。
[0006]一种滤池健康状态实时分析的方法，通过控制器实时监控滤池的运行状态并采集滤池的各项数据,这些数据包括原水管道流量仪累计流量数据Q、沉淀池出水浊度仪浊度数据N、滤池液位仪液位数据L和滤池出水调节阀开度数据V,先通过这些数据求取滤除的初始健康状态指数,将这些数据代入滤池健康状态实时分析模型就可以求取当前滤池健康状态指数,求取距离当前最近的四个时刻的滤池健康状态指数,根据这四个滤池健康状态指数,利用拉格朗日插值法求取未来某一时刻的滤池健康状态指数,循环求解,得到滤池健康状态指数为0的时刻,这一时刻就是滤池的最大运行状态,控制器根据这一数据实时调整安排滤池的冲洗时间,运维人员也可以根据这些数据进行一些微调,提高滤池的运行效率。
[0007]作为优选，所述滤池初始健康状态指数求解过程包括：滤池进入恒水位产水状态并稳定后，控制器存储当前滤池出水调节阀开度数据V0和原水管道流量仪累计流量数据Q0；计算滤池初始健康状态指数H:其中V为滤池出水调节阀开度数据初始值。根据控制器采集到的各项数据初始值和滤池进入并稳定恒水位产水状态时的数据,求取得到滤池初始健康状态指数H,单位为％。
[0008]作为优选，所述步骤S4包括:每隔30分钟采集存储一组数据，所述数据包括原水管道流量仪累计流量数据Q
n
和沉淀池出水浊度N
n
，n为采集数据的时刻，从滤池进入恒水位产水状态并稳定后开始计时，n＝1,2,3...。步骤S4中控制器所采用的计时时间间隔可以根据实际情况进行改变,将滤池进入恒水位产水状态并稳定的那一蚀刻的n值设为1，之后控制器每记录一组数据，n值加1。
[0009]作为优选，所述滤池健康状态实时分析模型为：其中，H(n)为所求时刻滤池健康状态指数，Q
n
为所求时刻滤池前端来水累计流量，Q
n
‑1为所求时刻上一时刻的滤池前端来水累计流量，N
n
为所求时刻沉淀池出水浊度，N0为滤池初始状态时沉淀池出水浊度，n为所求时刻。控制器开始记录的前三组H(n)数据由控制器直接给出,即n＝、n＝2和n＝3时刻的H(n)数值为已知数，式子中的a、b、c和d都为常数，这些数值可以根据已知的三个H(n)数值求出。
[0010]作为优选，所述未来某一时刻的滤池健康状态指数的求取过程包括:选取距离当前时刻最近的四个时刻的数据,这四个时刻分别设为n1、n2、n3、n4；将四组数据分别代入滤池健康状态实时分析模型，得到相应的滤池健康状态指数；将得到的滤池健康状态指数代入拉格朗日插值法得到下列式子：其中，H(n1)、H(n2)、H(n3)、H(b4)分别是n1、n2、n3、n4时刻的滤池的健康状态指数，H(n)是所求未来时刻滤池的健康状态指数。将通过滤池健康状态实时分析模型求取到的滤
池健康状态指数代入拉格朗日插值法公式中，得到H(n)具体的数值。
[0011]作为优选，所述步骤S7包括：通过步骤S6求解得到所有未来时刻的滤池健康状态指数H(n)；求取滤池健康状态指数H(n)＝0时的n的数值；得到滤池可正常过滤产水的最大产水时刻n
max
。通过拉格朗日插值法公式求取到某一时刻的滤池健康状态指数的具体数值，再将这个数值重新代入拉格朗日插值法公式，就可以得到下一时刻的滤池健康状态指数，如此循环求解，就可以得到滤池健康状态指数为0时刻的时刻数值，这一时刻就是滤池可正常过滤产水的最大产水时刻，由于一些外界因素的影响，导致根据控制器采集到的数据求取的滤池可正常过滤产水的最大产水时刻每一时刻都会发生细微的改变，因此每一时刻都需重新求取滤池可正常过滤产水的最大产水时刻。
[0012]作为优选，所述步骤S8中的滤池冲洗时间的安排包括以下步骤：控制器根据所述最大产水时刻n
max
自动调整滤池的周期冲洗参数；控制器将所述最大产水时刻n
max
和当前滤池健康状态数据提供给运维人员；运维人员参考最大产水时刻n
max
和当前滤池健康状态进行滤池冲洗时间的微调。由于滤池可正常过滤产水的最大产水时刻每一时刻都会发生细微的改变，控制器也会实时调整滤池的周期冲洗参数，运维人员也可以根据这些数据进行一些微调，从而确保滤池的使用效率。
[0013]本专利技术的实质性效果是：本专利技术设计了一种滤池健康状态实时分析的方法，可以根据控制器实时采集的滤池各项数据，预测滤池可正常过滤产水的最大产水时刻，再根据预测数据的变化，对滤池的冲洗时间进行调整，从而可以有效提高滤池冲洗的效率，避免发生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滤池健康状态实时分析的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1:控制器采集存储各项数据初始值,检测滤池运行状态；S2:控制器检测到滤池冲洗完成后,控制器控制滤池进入恒液位产水状态；S3:控制器检测到滤池稳定在恒液位产水状态,初始化存储数据,计算滤池初始健康状态指数；S4:控制器计时,每隔相同时间记录一组数据；S5:根据记录的数据建立滤池健康状态实时分析模型；S6:控制器使用距当前时刻最近的若干组数据,利用拉格朗日插值法预测未来某一时刻的滤池健康状态指数；S7:控制器利用拉格朗日插值法循环求解,得到滤池健康状态指数为0时所对应的滤池运行时刻；S8:根据得到的滤池健康状态指数为0时所对应的滤池运行时刻，安排滤池冲洗时间。2.根据权利要求1所述的一种滤池健康状态实时分析的方法，其特征在于，所述滤池初始健康状态指数求解过程包括：滤池进入恒水位产水状态并稳定后，控制器存储当前滤池出水调节阀开度数据V0和原水管道流量仪累计流量数据Q0；计算滤池初始健康状态指数H:其中V为滤池出水调节阀开度数据初始值。3.根据权利要求1所述的一种滤池健康状态实时分析的方法，其特征在于，所述步骤S4包括:每隔30分钟采集存储一组数据，所述数据包括原水管道流量仪累计流量数据Q
n
和沉淀池出水浊度N
n
，n为采集数据的时刻，从滤池进入恒水位产水状态并稳定后开始计时，n＝1,2,3...。4.根据权利要求1或2或3所述的一种滤池健康状态实时分析的方法，其特征在于，所述滤池健康状态实时分析模型为：其中，H(n)为所求时刻滤池健康状态指数，Q
n

【专利技术属性】
技术研发人员：张伯立，孙建彬，付炜炜，任宏卿，夏玉焜，王晋飞，
申请(专利权)人：浙江中控信息产业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：