一种污水处理智能调控方法及系统技术方案

本发明专利技术属于污水处理、智能控制技术领域，提出了一种污水处理智能调控方法及系统，具体为：初步在污水处理的曝气池中布置溶解氧传感器后，通过各个溶解氧传感器获取溶解氧的实测值，并将所有实测值上传至服务器，获得测值数据，然后利用测值数据进行溶解氧需求分析，获得曝气氧异样性，最后根据曝气氧异样性及时对曝气设备进行智能调控。高效而且准确的标记出曝气含氧量坍缩的时间位点，提高对缓慢倾斜的污染水质变化或者水量变化的反馈灵敏度，对溶解氧缺陷位置进行预判，大大增强了系统的容错率和对复杂环境的适应性，节约能耗资源之余，还能够增强曝气系统的稳定，合理分配曝气量更能保证生物处理阶段的污水处理的实用效率。能保证生物处理阶段的污水处理的实用效率。能保证生物处理阶段的污水处理的实用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种污水处理智能调控方法及系统


[0001]本专利技术属于污水处理、智能控制
，具体涉及一种污水处理智能调控方法及系统。

技术介绍

[0002]随着社会经济飞速发展，人们的生产能力和生活水平大大提高，使人类活动产生的污水大大增多，危害着人们生活环境和身体健康，影响着生物多样性和生态平衡。因此，污水处理受到高度重视，通过科学有效地处理污水，可以保护水资源，减少对生态系统的负面影响，维护生态平衡，从而确保人类和自然的可持续发展，侧面提高了人们生活质量，推动了社会进步。
[0003]污水处理包含多个阶段，其中生物处理阶段是污水处理过程中最关键的阶段之一，而曝气则是这一阶段的关键步骤，通过向好氧处理单元中提供足够的氧气，维持微生物所需的生长环境或者生存环境，使微生物能够充分发挥清污作用，高效地去除污水中的有污染物机物或者氨氮污染物等，从而实现净化水体的功能。然而在实际应用中污水的水量和水质实时地发生变化，反观其所需曝气量则通常无法及时调整，若曝气量过低则无法保证清污微生物的活跃性或者生存性，进而大大影响了生物处理阶段的效率，而如果曝气量过高的话则不仅会增加了不必要的耗能，还会在pH值的升高或者氧化产物的形成的影响下降低微生物的活性，甚至在一些项目中会抑制部分微生物的生长和繁殖。由此可见合理分配曝气量对生物处理阶段的污水处理具有重要意义。
[0004]现今针对以上技术问题，公开号为CN116165974A的一种污水处理工艺的曝气控制方法和系统提出了相应解决方案，即根据进水水质预测溶解氧需求从而进行曝气量的前馈控制，同时利用实际溶解氧进行反馈控制。然而该方法在溶解氧变化幅度小且速度慢时不能及时调节曝气量，存在反馈调节灵敏度不足的风险，即对在污水处理中仍无法详尽或者精确地解决分配曝气量的合理性问题。因此，需要一种精密性更高的实时反馈方法，对污水处理过程中反馈调节灵敏度缺失的现象进行优化调控。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提出一种污水处理智能调控方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提供一种污水处理智能调控方法，所述方法包括以下步骤：S100，在污水处理的曝气池中布置溶解氧传感器；S200，通过各个溶解氧传感器获取溶解氧的实测值，并将所有实测值上传至服务器，获得测值数据；S300，利用测值数据进行溶解氧需求分析，获得曝气氧异样性；S400，根据曝气氧异样性及时对曝气设备进行智能调控。
[0007]在步骤S300中，利用测值数据进行溶解氧需求分析，获得曝气氧异样性的方法是，通过第一实测值和第二实测值比对形成实测差，通过历史数据中的实测差获取首降位点，根据第一实测值以及一段时间中的各个实测差的平均值计算第一异样势，并通过第一异样势的变化特性数值的变化特性计算曝气氧异样性；或者，在步骤S300中，利用测值数据进行溶解氧需求分析，获得曝气氧异样性的方法是，通过测值数据比对形成第一偏侧属性，利用第一偏侧属性定义极位点，并通过极位点在时段中的概率表现计算获得上溯阶值，基于上溯阶值计算第二偏侧属性，通过第一偏侧属性和第二偏侧属性量化计算获得曝气氧异样性。
[0008]进一步地，在步骤S100中，在污水处理的曝气池中布置溶解氧传感器的方法是：曝气池的俯视图为正方形，将其平均划分为若干个面积大小相同的正方形区域，将每个正方形区域的中心点记为俯相位点；同时，将曝气池水位高度记为Hgt，在每个俯相位点距离池底的上方1/2Hgt处布置一个溶解氧传感器，溶解氧传感器为光学荧光法溶解氧传感器、电极式溶解氧传感器、膜法溶解氧传感器中任意一种。
[0009]进一步地，在步骤S200中，通过各个溶解氧传感器获取溶解氧的实测值，并将所有实测值上传至服务器，获得测值数据的方法是：以溶解氧传感器作为节点，设立时间段作为测量间隔Tgap，Tgap∈[0.1,2]秒，每隔Tgap从每个节点实时测量并且获得数值，以此数值为实测值TLv，将同一时刻各个溶解氧传感得到的实测值构建成序列上传至服务器，服务器存储的数据应用于大数据储备；将一个节点在当前时刻与其前一时刻获得的实测值的差值记作当前时刻的实测差量GDs，获取所有节点当前时刻的实测差量后，以其中的最小值对应节点为低通节点，以低通节点当前时刻获得的实测值作为当前时刻的第一实测值FTL，以各个节点的实测值的算术平均值作为第二实测值STL；把第一实测值与第二实测值归类为测值数据。
[0010]进一步地，在步骤S300中，利用测值数据进行溶解氧需求分析，获得曝气氧异样性的方法是：设定一个数值区间为均化基值ETN，ETN∈[5，30]；以一个时刻的第二实测值与第一实测值的差作为该时刻的实测差VTL；以一个时刻到其前ETN个时刻内获得的各个实测差，所其中的最大值与所得的最小值的差记作eVTLA；从当前时刻的前ETN个时刻开始往前搜索首个实测差VTL增大的时刻，并以之作为当前时刻的差首降位点t1，将t1时刻对应的第一实测值记作FTL
t1
；将差首降位点与当前时刻之间的时间长度记作tLen，以当前时刻到差首降位点的时间段内各个实测差的平均值记作eVTLB，获取当前时刻的第一异样势VTrd：；
[0011]其中exp()为自然常数e为底数的指数函数；如果一个时刻比其前一个时刻和比其后一个时刻的eVTLA数值都大，或者如果一个时刻比其前一个时刻和比其后一个时刻的eVTLA数值都小，则将该时刻的第一异样势重新赋值为0；将一个时刻的前ETN个时刻内各个数值不为0的第一异样势VTrd的平均值作为曝气氧异样性VRAer。
[0012]由于在上述的获取曝气氧异样性的过程中存在历史参照不足的现象，尤其在出现当新近获得的实测差频繁起落时，获得的曝气氧异样性会暴露一定程度精确度下滑的问题，进而影响对曝气系统调整的合理性，然而现有技术并无法解决该精确度下滑问题，为了
使更快或者更好地解决该问题，消除精确度下滑现象，所以本专利技术提出了一个更优选的方案如下：优选地，在步骤S300中，利用测值数据进行溶解氧需求分析，获得曝气氧异样性的方法是：设定一个时间区间为监测时域Tzn,Tzn∈[30,180]min；通过第一实测值与第二实测值计算一个时刻的第一偏侧属性FrBias，FrBias＝ln(1+FTL/STL)；其中ln()为自然常数e为底数的对数函数；获取历史上的各个节点第一偏侧属性构建一个序列作为第一偏侧序列，以第一偏侧序列中出现极大值或者极小值的元素对应的时刻作为极位点；将一个时刻逆时间顺序搜索获得的第一个和第二个极位点并分别作为该时刻的第一参照位点和第二参照位点；将一个时刻到其第一参照位点和到其第二参照位点之间的时刻数量分别记作tcntF和tcntS，以tcntF与tcntS之间的比值记作该时刻的上溯阶值RecSp；将一个时刻到其第二参照位点的各个第一实测值构成一个序列作为该时刻的第一实测参照序列UFTL_Ls，把第一实测参照序列中各个元素的方差记作err_UL；计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污水处理智能调控方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100，在污水处理的曝气池中布置溶解氧传感器；S200，通过各个溶解氧传感器获取溶解氧的实测值，并将所有实测值上传至服务器，获得测值数据，其中测值数据包括第一实测值和第二实测值；S300，利用测值数据进行溶解氧需求分析，获得曝气氧异样性；S400，根据曝气氧异样性及时对曝气设备进行智能调控；在步骤S300中，利用测值数据进行溶解氧需求分析，获得曝气氧异样性的方法是，通过第一实测值和第二实测值比对形成实测差，通过历史数据中的实测差获取首降位点，根据第一实测值以及一段时间中的各个实测差的平均值计算第一异样势，并通过第一异样势的变化特性数值的变化特性计算曝气氧异样性；或者，在步骤S300中，利用测值数据进行溶解氧需求分析，获得曝气氧异样性的方法是，通过测值数据比对形成第一偏侧属性，利用第一偏侧属性定义极位点，并通过极位点在时段中的概率表现计算获得上溯阶值，基于上溯阶值计算第二偏侧属性，通过第一偏侧属性和第二偏侧属性量化计算获得曝气氧异样性。2.根据权利要求1所述的一种污水处理智能调控方法，其特征在于，在步骤S100中，在污水处理的曝气池中布置溶解氧传感器的方法是：曝气池的俯视图为正方形，将其平均划分为若干个面积大小相同的正方形区域，将每个正方形区域的中心点记为俯相位点；同时，将曝气池水位高度记为Hgt，在每个俯相位点的上方1/2Hgt处布置一个溶解氧传感器，溶解氧传感器为光学荧光法溶解氧传感器、电极式溶解氧传感器、膜法溶解氧传感器中任意一种。3.根据权利要求1所述的一种污水处理智能调控方法，其特征在于，在步骤S200中，通过各个溶解氧传感器获取溶解氧的实测值，并将所有实测值上传至服务器，获得测值数据的方法是：以溶解氧传感器作为节点，设立一个时间段作为测量间隔Tgap，Tgap∈[0.1,2]秒，每隔Tgap从每个节点实时测量并且获得实测值TLv，将同一时刻各个溶解氧传感得到的实测值构建成序列上传至服务器，服务器存储的数据应用于大数据储备；将一个节点在当前时刻与前一时刻获得的实测值的差值记作实测差量GDs，获取所有节点当前时刻的实测差量后，以其中的最小值对应节点为低通节点，以低通节点当前时刻获得的实测值作为当前时刻的第一实测值FTL，以各个节点的实测值的算术平均值作为第二实测值STL；第一实测值与第二实测值为测值数据。4.根据权利要求1所述的一种污水处理智能调控方法，其特征在于，在步骤S300中，利用测值数据进行溶解氧需求分析，获得曝气氧异样性的方法是：设定一个数值区间为均化基值ETN，ETN∈[5，30]； 以一个时刻的第二实测值与第一实测值的差作为该时刻的实测差VTL；以一个时刻到其前ETN个时刻内的各个实测差中的最大值与最小值的差记作eVTLA；从当前时刻的前ETN个时刻开始往前搜索首个实测差VTL增大的时刻，并以之作为当前时刻的差首降位点t1，将差首降位点与当前时刻之间的时间长度记作tLen，以当前时刻到差首降位点的时间段内各个实测差的平均值记作eVTLB，根据eVTLB以及FTL计算当前时刻的第一异样势VTrd；如果一个时刻比其前一个时刻和比其后一个时刻的eVTLA数值都大，或者如果一个时刻比其前一个时刻和比其后一个时刻的eVTLA数值都小，则将...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏宏，张庆伟，包振宗，蔡淇芸，
申请(专利权)人：深圳市友健科技有限公司，
类型：发明
国别省市：