基于数字化的高级氧化工业废水处理系统技术方案

本发明专利技术涉及数据识别领域，具体涉及基于数字化的高级氧化工业废水处理系统，该系统包括：获取各个传感单元的浓度数据；根据将氧化池中的所有传感单元获取多个待测窗口，进而得到各个初始待测矩阵以及传感单元监测盲区的位置；获取各个初始待测矩阵中各个监测盲区的位置的浓度数据，得到待测矩阵；根据各个待测矩阵获取各个浓度分布区域；获取各个浓度分布区域的浓度评价；根据各个浓度分布区域的浓度评价获取中浓度列；根据中浓度列获取混合物的浓度数据；根据混合物的浓度数据预测下一时刻混合物的浓度数据。本发明专利技术通过将废水处理过程数据化，确保获取的混合物的浓度数据更具准确性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
基于数字化的高级氧化工业废水处理系统


[0001]本专利技术涉及数据识别领域，具体涉及基于数字化的高级氧化工业废水处理系统。

技术介绍

[0002]氧化工业废水处理技术是一种常见的工业废水处理方法，通过氧化反应将工业废水中的有机物和污染物转化为较为稳定和易于处理的物质，从而提高工业废水的水质，比如在工业废水处理的过程中，会添加络合剂来沉淀废水中常含有的各种金属离子，如重金属离子（铜、铅、镉等），络合剂可以与这些金属离子形成络合物，使其形成稳定的沉淀物，从而使金属离子被有效地去除，在废水处理中，通过使用传感器来监测废水的各种参数，如水质、流量、pH值、污染物浓度等。
[0003]由于氧化池中混合物浓度分布不均匀，使用传统的单点传感器布置的形式对于氧化池中混合物浓度数据进行识别时存在着片面特征。
[0004]现有的分布式传感器布置在氧化池范围中，通过分布式传感器中各个传感单元的浓度数据进行融合后作为混合物的浓度数据，但是由于混合物浓度分布不均匀，导致分布式传感器中各个传感单元的浓度数据之间相似程度低，直接使用传统均值融合方式获取的混合物浓度数据与真实的混合物浓度数据之间的偏差较大，会影响数据预测的实际效果，导致根据预测结果得到的下一时刻系统的预测混合物的浓度数据的准确性降低。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供基于数字化的高级氧化工业废水处理系统，所述系统包括：各传感单元浓度数据获取模块，获取各个传感单元的浓度数据；监测盲区位置的浓度数据获取模块，根据氧化池中的传感单元的分布获取多个待测窗口；根据各个待测窗口获取各个初始待测矩阵；根据各个初始待测矩阵获取传感单元监测盲区的位置；获取各个初始待测矩阵中各个传感单元监测盲区的位置的浓度数据，构成待测矩阵；浓度评价获取模块，根据各个待测矩阵获取各个浓度分布区域；根据各个浓度分布区域获取各个浓度分布区域的浓度评价；混合物的浓度数据获取模块，根据各个浓度分布区域的浓度评价获取中浓度列；根据中浓度列所对应的浓度分布区域的浓度数据获取混合物的浓度数据；数据预测模块，根据混合物的浓度数据预测下一时刻混合物的浓度数据。
[0006]优选的，所述根据氧化池中的传感单元的分布获取多个待测窗口，包括的步骤为：对氧化池中的所有传感单元进行区域划分，得到多个待测窗口，每个待测窗口为 个传感单元构成的区域。
[0007]优选的，所述根据各个待测窗口获取各个初始待测矩阵，包括的步骤为：获取单个传感单元的直径，记为，获取任一待测窗口的中心传感单元与其上下
相邻的两个传感单元，将此三个传感单元分别作为一个第一传感单元，获取相邻两个第一传感单元之间的距离，记为间隔，使用将间隔等分，获取等分个数，则待测窗口的边长为，构建大小的空矩阵，将待测窗口中各个传感单元的浓度数据填充到空矩阵中的对应位置，得到初始待测矩阵。
[0008]优选的，所述根据各个初始待测矩阵获取传感单元监测盲区的位置，获取各个初始待测矩阵中各个传感单元监测盲区的位置的浓度数据，包括的步骤为：将初始待测矩阵中不存在浓度数据的位置作为传感单元监测盲区的位置；将初始待测矩阵划分为大小相同的四个矩阵，作为初始待测矩阵的四个子阵；遍历初始待测矩阵中任一传感单元监测盲区的位置，记为第个元素点：
[0009]式中，代表第个元素点的浓度数据；代表第个元素点所属子阵中拥有传感单元的个数；代表第个元素点所属的子阵中的第个传感单元；代表第个元素点所属的子阵中的第个传感单元所对应的浓度数据；代表第个元素点与其所属的子阵中的第个传感单元之间的距离；代表第个元素与其所属子阵中全部传感单元之间的的距离之和。
[0010]优选的，所述根据各个待测矩阵获取各个浓度分布区域，包括的步骤为：将每个待测矩阵按照其对应待测窗口在氧化池中的位置进行拼接，得到合并待测矩阵，以合并待测矩阵中每个传感单元的位置作为种子点，进行区域生长，得到多个区域，将每个区域分别作为一个浓度分布区域。
[0011]优选的，所述根据各个浓度分布区域获取各个浓度分布区域的浓度评价，包括的步骤为：
[0012]式中，为第个浓度分布区域内元素的个数；为合并待测矩阵中的元素个数；代表与第个浓度分布区域邻接的浓度分布区域的个数；代表与第个浓度分布区域邻接的第个浓度分布区域；代表第个浓度分布区域与其所有邻接的浓度分布区域的元素的浓度数据的标准差；代表第个浓度分布区域中元素的浓度数据均值；代表与第个浓度分布区域邻接的第个浓度分布区域中元素的浓度数据均值；代表第个浓度分布区域的浓度评价。
[0013]优选的，所述根据各个浓度分布区域的浓度评价获取中浓度列，包括的步骤为：将各个浓度分布区域的浓度评价进行降序排列，得到降序序列，将降序序列以0为分界线分为两列，将大于0的列记为前列，小于0的记为后列，对于前列：依次获取相邻的两个浓度评价的差值，将最大的差值记为第一差值；对于后列：依次获取相邻的两个浓度评价的差值，将最大的差值记为第二差值；将第一差值所对应的两个浓度评价中最小的浓度评价作为第三右边界，将第二差值所对应的两个浓度评价中最大的浓度评价作为第三左边界，将第三左边界与第三右边界构成的闭区间作为中浓度列。
[0014]优选的，所述根据中浓度列所对应的浓度分布区域的浓度数据获取混合物的浓度数据，包括的步骤为：
[0015]式中，为中浓度列所对应的第个浓度分布区域中的元素的浓度数据均值；为中浓度列所对应的浓度分布区域的个数；为中浓度列所对应的浓度分布区域的个数；代表混合物的浓度数据。
[0016]优选的，所述获取各个传感单元的浓度数据，包括的步骤为：对各个传感单元进行时序对齐，获取时序对齐下的各个传感单元数据，记为各个传感单元的浓度数据。
[0017]优选的，所述根据混合物的浓度数据预测下一时刻混合物的浓度数据，包括的步骤为：获取工业废水中不同指标的混合物的浓度数据构建初始系统状态向量，将初始系统状态向量输入扩展卡尔曼滤波器中进行处理，得到下一时刻系统预测的混合物的浓度数据。
[0018]本专利技术具有如下有益效果：本专利技术通过将氧化池中的所有传感单元进行截取得到多个待测窗口，根据各个待测窗口获取各个初始待测矩阵，进而得到传感单元监测盲区的位置，获取各个初始待测矩阵中各个监测盲区的位置的浓度数据，根据各个初始待测矩阵获取各个浓度分布区域得到各个浓度分布区域的浓度评价，根据各个浓度分布区域的浓度评价获取高浓度列、中浓度列以及低浓度列，根据中浓度列所对应的浓度分布区域的浓度数据获取混合物的浓度数据，避免了极端值在浓度数据中产生的离群影响，对浓度数据进行了全方位的测量并提高了浓度数据融合发的真实性，使建立的拓展卡尔曼滤波器的系统向量能够更加符合当前系统处理状态的描述，最终使滤波结果与实际情况更加接近，可以提高工业废水处理系统的稳定性和效率，减少传感器测量误差对系统操作的影响。
附图说明
[0019]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于数字化的高级氧化工业废水处理系统，其特征在于，所述系统包括：各传感单元浓度数据获取模块，获取各个传感单元的浓度数据；监测盲区位置的浓度数据获取模块，根据氧化池中的传感单元的分布获取多个待测窗口；根据各个待测窗口获取各个初始待测矩阵；根据各个初始待测矩阵获取传感单元监测盲区的位置；获取各个初始待测矩阵中各个传感单元监测盲区的位置的浓度数据，构成待测矩阵；浓度评价获取模块，根据各个待测矩阵获取各个浓度分布区域；根据各个浓度分布区域获取各个浓度分布区域的浓度评价；混合物的浓度数据获取模块，根据各个浓度分布区域的浓度评价获取中浓度列；根据中浓度列所对应的浓度分布区域的浓度数据获取混合物的浓度数据；数据预测模块，根据混合物的浓度数据预测下一时刻混合物的浓度数据。2.根据权利要求1所述的基于数字化的高级氧化工业废水处理系统，其特征在于，所述根据氧化池中的传感单元的分布获取多个待测窗口，包括的步骤为：对氧化池中的所有传感单元进行区域划分，得到多个待测窗口，每个待测窗口为3
×
3个传感单元构成的区域。3.根据权利要求1所述的基于数字化的高级氧化工业废水处理系统，其特征在于，所述根据各个待测窗口获取各个初始待测矩阵，包括的步骤为：获取单个传感单元的直径，记为λ1，获取任一待测窗口的中心传感单元与其上下相邻的两个传感单元，将此三个传感单元分别作为一个第一传感单元，获取相邻两个第一传感单元之间的距离，记为间隔I'，使用λ1将间隔I'等分，获取等分个数l，则待测窗口的边长为2l+3，构建（2l+3）
×
（2l+3）大小的空矩阵，将待测窗口中各个传感单元的浓度数据填充到空矩阵中的对应位置，得到初始待测矩阵。4.根据权利要求1所述的基于数字化的高级氧化工业废水处理系统，其特征在于，所述根据各个初始待测矩阵获取传感单元监测盲区的位置，获取各个初始待测矩阵中各个传感单元监测盲区的位置的浓度数据，包括的步骤为：将初始待测矩阵中不存在浓度数据的位置作为传感单元监测盲区的位置；将初始待测矩阵划分为大小相同的四个矩阵，作为初始待测矩阵的四个子阵；遍历初始待测矩阵中任一传感单元监测盲区的位置，记为第i个元素点：式中，p
i
代表第i个元素点的浓度数据；n
k
代表第i个元素点所属子阵中拥有传感单元的个数；k代表第i个元素点所属的子阵中的第k个传感单元；p
k
代表第i个元素点所属的子阵中的第k个传感单元所对应的浓度数据；d
（i，k）
代表第i个元素点与其所属的子阵中的第k个传感单元之间的距离；d
（i,all）
代表第i个元素与其所属子阵中全部传感单元之间的距离之和。5.根据权利要求1所述的基于数字化的高级氧化工业废水处理系统，其特征在于，所述根据各个...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐飞，马晓明，金青海，余瑾，周鸿波，赵建树，
申请(专利权)人：深圳市盘古环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：