一种自动化污水加药除磷控制方法技术

本发明专利技术公开了一种自动化污水加药除磷控制方法，属于加药除磷领域，涉及人工智能技术，通过在加药除磷装置的进水口和出水口设定进水水质获取单元以及出水水质获取单元，获取历史的控制数据，并利用控制数据建立人工智能算法模型，且在下次自动化污水加药除磷时，通过获取部分控制数据并结合人工智能算法计算需要的加药量，避免化学药剂的过量加入导致化学药剂浪费，且后续经过出水水质获取单元获取经化学除磷后污水中总磷含量判定是否充分化学除磷，当不充分时及时进行报警，结合前反馈+后反馈的模式对污水处理时进水及出水水质进行监测，利用自动化控制系统实现污水处理时少人/无人智慧化精确加药除磷体系的建设。人/无人智慧化精确加药除磷体系的建设。人/无人智慧化精确加药除磷体系的建设。

【技术实现步骤摘要】
一种自动化污水加药除磷控制方法


[0001]本专利技术属于加药除磷领域，涉及人工智能技术，具体是一种自动化污水加药除磷控制方法。

技术介绍

[0002]目前，污水处理厂出水水质要达到一级A排放标准，出水TP浓度应小于0.5mg/L，而生物除磷工艺的出水水质一般为0.5～2.0mg/L，不能稳定达到一级A标准，因此需要采用化学辅助除磷。化学除磷工艺已广泛应用于生活污水和工业废水的处理，相比于生物除磷，该工艺具有水力停留时间短、操作控制简便、运行稳定等优点。
[0003]一般污水厂对出水TP的检测主要依据尾水在线监测数据，当数据显示出水总磷超出控制值时，再根据前期经验对工艺进行调整，主要是适当提高除磷药剂的投加量甚至超量投加除磷药剂，直至再次监测的出水总磷指标符合控制目标，该种调控方式的效果相对滞后，在生物除磷效果好的时候可能造成超量投药，增加了运行成本，同时在生物除磷效果不佳时造成药剂不足，增加出水超标风险。
[0004]且国内污水处理厂在化学除磷加药环节普遍依赖运行经验，导致管理粗放，效率低下，运营成本未建立可科学优化的体系。
[0005]近年来，智能控制理论在污水处理领域得到了快速发展。Tak
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cs等人提出了采用固定进水流量投加系数比为1.6的化学除磷模型，但当投加的药剂超出一定范围时，该模型不再成立。马伟芳等人专利技术了一种通过出水总磷浓度以及药剂投加系数确定投加量的方法。但由于药剂有效含量可能随批次而变化，无法确定该技术的投药系数等，必须在使用前对每批药剂的有效含量进行化验测试，费时费力。邱勇等人通过对比离散时序控制、流量前馈控制、出水正磷浓度PID反馈控制，但是受设备限制，依然存在加药过量或不足的问题。
[0006]为此，本专利技术提出一种自动化污水加药除磷控制方法。

技术实现思路

[0007]本申请的目的是提供一种自动化污水加药除磷控制方法。
[0008]为实现上述目的，本申请提供了一种自动化污水加药除磷控制方法，包括以下步骤：
[0009]通过进水水质获取单元获取污水中总磷含量以及污水体积，通过出水水质获取单元获取经化学除磷后污水中总磷含量以及出水量并获取搅拌装置的搅拌速度；
[0010]将获取的控制数据发送至数据处理模块，数据处理模块进行分别标记，并将历史污水中总磷含量Npj、污水体积Vwj、加药量Vy、经化学除磷后污水中总磷含量Npc、出水量Vc、搅拌电机的转速Vjb作为人工智能模型算法的训练数据；
[0011]当进行自动化污水加药除磷时，通过数据获取模块获取并给定人工智能算法模型的污水中总磷含量Nph、污水体积Vwj、出水量Vc、搅拌电机的转速Vjb以及预设除磷效果值θ1输出获取加药量Vy；
[0012]数据处理模块将获取的加药量Vy发送至除磷控制模块，除磷控制模块将对应体积的加药量Vy从加药除磷装置的加药口加入进反应仓，并在搅拌时间完成后通过出水水质获取单元获取经化学除磷后污水中总磷含量Npc；
[0013]当Npc>Nphθ1时，数据处理模块发送报警信号至预警单元，预警单元进行除磷不达标报警。
[0014]优选地，所述加药除磷装置设置有反应仓、进水口、出水口、加药口以及搅拌装置；
[0015]所述进水口用于向所述加药除磷装置的反应仓中加入污水，所述出水口用于将加药除磷装置的反应仓中处理后的混合物排出，所述加药口用于向所述加药除磷装置的反应仓中加入化学药剂进行污水化学除磷；
[0016]所述搅拌装置用于对污水、化学药剂的混合溶液进行搅拌。
[0017]优选地，所述进水水质获取单元设置在加药除磷装置的进水口，用于获取污水中总磷含量以及进水体积；
[0018]其中的进水体积为污水体积；
[0019]所述出水水质获取单元设置在加药除磷装置的出水口，用于获取经化学除磷后污水中总磷含量以及出水量。
[0020]优选地，所述数据获取模块连接有数据处理模块，所述数据处理模块连接有除磷控制模块；
[0021]所述数据获取模块用于将获取的控制数据发送至数据处理模块，所述除磷控制模块用于控制加药装置通过加药口向加药除磷装置的反应仓中加入定量的除磷药剂以及控制所述搅拌电机进行定速旋转；
[0022]所述控制数据包括：污水中总磷含量、进水体积、加药量、经化学除磷后污水中总磷含量以及出水量。
[0023]优选地，人工智能算法模型为线性回归方程、支持向量机、神经网络模型、卷积神经网络模型中的一种或多种，进行人工智能算法模型训练时，训练集与测试集的数据比为7:3。
[0024]优选地，数据处理模块设置有除磷效果值θ，且除磷效果值θ的计算公式计算为：
[0025][0026]其中的α为修正因数；
[0027]当除磷效果值θ<θ0时，数据处理模块发送报警信号至预警单元，预警单元进行除磷不达标报警；θ0的数值大小由数据处理模块进行设定；且同时在进行人工智能算法模型训练时，将除磷不达标的数据剔除。
[0028]优选地，θ1≥θ0。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0030]本专利技术主要体现污水处理厂加药除磷环节自动闭环控制的智能控制，用于克服传统的除磷加药依赖人工加药，通过在加药除磷装置的进水口和出水口设定进水水质获取单元以及出水水质获取单元，获取历史的控制数据，并利用控制数据建立人工智能算法模型，且在下次自动化污水加药除磷时，通过获取部分控制数据并结合人工智能算法计算需要的加药量，避免化学药剂的过量加入导致化学药剂浪费，且后续经过出水水质获取单元获取
经化学除磷后污水中总磷含量判定是否充分化学除磷，当不充分时及时进行报警，结合前反馈+后反馈的模式对污水处理时进水及出水水质进行监测，利用自动化控制系统实现污水处理时少人/无人智慧化精确加药除磷体系的建设。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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他的附图。
[0032]图1为本专利技术一种自动化污水加药除磷控制方法的流程框图。
具体实施方式
[0033]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]一种自动化污水加药除磷控制方法，该方法基于自动化污水加药除磷控制系统得以实现，该自动化污水加药除磷控制系统包括数据获取模块以及加药除磷装置，所述数据获取模块包括进水水质获取单元以及出水水质获取单元；
[0035]其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化污水加药除磷控制方法，其特征在于，包括以下步骤：通过进水水质获取单元获取污水中总磷含量以及污水体积，通过出水水质获取单元获取经化学除磷后污水中总磷含量以及出水量并获取搅拌装置的搅拌速度；将获取的控制数据发送至数据处理模块，数据处理模块进行分别标记，并将历史污水中总磷含量Npj、污水体积Vwj、加药量Vy、经化学除磷后污水中总磷含量Npc、出水量Vc、搅拌电机的转速Vjb作为人工智能模型算法的训练数据；当进行自动化污水加药除磷时，通过数据获取模块获取并给定人工智能算法模型的污水中总磷含量Nph、污水体积Vwj、出水量Vc、搅拌电机的转速Vjb以及预设除磷效果值θ1输出获取加药量Vy；数据处理模块将获取的加药量Vy发送至除磷控制模块，除磷控制模块将对应体积的加药量Vy从加药除磷装置的加药口加入进反应仓，并在搅拌时间完成后通过出水水质获取单元获取经化学除磷后污水中总磷含量Npc；当Npc>Nphθ1时，数据处理模块发送报警信号至预警单元，预警单元进行除磷不达标报警。2.如权利要求1所述的一种自动化污水加药除磷控制方法，其特征在于，所述加药除磷装置设置有反应仓、进水口、出水口、加药口以及搅拌装置；所述进水口用于向所述加药除磷装置的反应仓中加入污水，所述出水口用于将加药除磷装置的反应仓中处理后的混合物排出，所述加药口用于向所述加药除磷装置的反应仓中加入化学药剂进行污水化学除磷；所述搅拌装置用于对污水、化学药剂的混合溶液进行搅拌。3.如权利要求1所述的一种自动化污水加药除磷控制方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：席绪昭，万丽，薛刘蒂，何巍伟，武今巾，袁豪，王康飞，
申请(专利权)人：马鞍山中铁水务有限公司，
类型：发明
国别省市：