【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水处理技术，尤其涉及了一种智能碳源投加方法及系统。
技术介绍
1、污水厂中常见的工艺，通过利用微生物运用碳源达到除去总氮的目的。在整个污水处理的过程中，除去tn需要消耗碳源，若想维持排放总氮(tn)浓度稳定，必须通过持续投加来补充碳源，使排放tn浓度维持在一个安全合理的水平。由于来水的tn浓度不同，因此碳源投加量也要实时变化，以此保证安全性的前提下提升经济性。
2、污水厂运行中碳源投加工艺常用的运行指标，一般由传感器检测出来，例如排放tn浓度、碳源投加量、硝态氮浓度、总进水tn浓度等；检测某种指标所对应的的仪器或仪表(比如说tn仪能检测tn浓度值，流量计能检测流量等)，并且能将检测值转变成信号(一般为电信号，按某种成熟的通信协议，通过电线传输)输出给自控单元(plc或dcs；在自动控制中的一种服务器，专门负责接受来自设备的信号输入、执行简单的自动控制程序(所谓简单，指的是不具有人工智能的复杂程序)、以及将自动控制程序的指令输出转变成指令信号发送给控制设备，一般为plc或dcs这两类。
3、如现有技术1：cn202010300668.3碳源药剂投加设备与投加方法；公开了其进水水量监测模块、前置硝氮监测模块和后置硝氮反馈模块各自的输出接口分别与该计算控制模块的输入接口电连接，其计算控制模块的输出接口与该加药控制模块的输入接口电连接；
4、现有技术2：cn202211568406.0用于碳源投加的填料、碳源投加装置和应用；包括中心管和设置在中心管上的载体；所述中心管一端封闭，内部中空
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中不能实时监控碳源加投量，而且对于碳源加投量控制成本高，操作复杂的问题，提供了一种智能碳源投加方法及系统。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：
3、一种智能碳源投加方法，包括缺氧池、碳源加药泵单元、碳源加药泵智能控制柜和智能碳源投加系统；其方法包括，
4、碳源的投加，通过碳源加药泵单元加投碳源至缺氧池内；
5、碳源投加频率的控制，通过碳源加药泵控制柜对于控制碳源加药泵单元的碳源投加频率进行控制；并将碳源投加量传递至碳源加药泵控制柜；
6、碳源投加量的确定，通过智能碳源投加系统对控制碳源加药泵单元的频率来控制碳源投加量。
7、作为优选，智能碳源投加系统用于控制碳源加药泵单元的频率来控制碳源投加量的方法包括：
8、碳源投加数据集的准备，通过对输入的原始时间序列数据集进行预处理得到碳源投加数据集；输入的原始时间序列数据集包括总进水tn浓度时间序列数据total1tn、排放池tn浓度时间序列数据p1tn、总进水流量时间序列数据flow1tn、历史的总进水tn浓度时间序列数据total2tn、历史的排放池tn浓度时间序列数据p2tn、历史总进水流量时间序列数据flow2tn和实时硝态氮浓度数值pno3_now；
9、智能碳源投加算法的控制，对于输入的数据集通过进水端控制算法确定进水端碳源投加量c_input_1和出水端控制算法确定出水端碳源投加量c_input_2，结合进水端碳源投加量c_input_1及出水端碳源投加量c_input_2控制最终碳源的投加；
10、碳源投加量f_c_input的获取，通过决策函数获得最终碳源投加量f_c_input。
11、作为优选，智能碳源投加进水端控制算法包括：
12、碳源均值数据cavg的获取，通过周期t获取碳源均值数据cavg，
13、
14、其中，ci为一个周期内的所有碳源加药泵的频率值的碳源量，t为周期长度；
15、硝态氮浓度修正参数μ的获取，通过实时硝态氮浓度数值pno3_now与硝态氮目标值pno3_target之间的差确定硝态氮浓度修正参数μ；
16、μ＝1+[ρ*(pno3_now-pno3_target)]；
17、其中，ρ为量纲参数；
18、总氮去除量l的函数计算，通过历史总进水tn浓度时间序列数据total2tn、历史排放池tn浓度时间序列数据p2tn以及历史总进水流量flow2tn从而得到总氮去除量序列l；
19、l(total2tn，p2tn，flow2tn)＝(total2tn-p2tn)*flow2tn；；
20、第一预测模型model_1的获取，根据总氮去除量序列l和碳源均值数据cavg组成一组供机器学习模型训练的序列数组，得到第一预测模型model_1；
21、output_1＝model_en(l(total2tn，p2tn，flow2tn)，cavg)
22、output_2＝model_bp(l(total2tn，p2tn，flow2tn)，cavg)
23、model_1＝μ1*output_1+μ2*output_1
24、其中，cavg为碳源均值数据，l(total2tn，p2tn，flow2tn)为总氮去除量序列序列l；model_en为集成模型；model_bp为bp神经网络模型，μ1为集成模型预测值的权重，μ2为bp神经网络模型预测值的权重；
25、第二总氮去除量序列函数的构建l*，通过实时总进水tn浓度时间序列数据total1tn、排放池tn目标值target1tn及实时进水流量flow1tn构建第二总氮去除量序列函数l*；
26、l(total1tn，target1tn，flow1tn)
27、＝(total1tn-target1tn)*flow1tn；
28、进水端控制算法的碳源投加量c_input_1的计算，通过第二总氮去除量序列函数l*、经过训练得到的第一预测模型model_1并结合硝态氮浓度计算得到的参数μ，得到进水端控制算法的碳源投加量c_input_1；
29、c_input_1＝μ*model_1(l*(total1tn，target1tn，flow1tn))。
30、作为优选，智能碳源投加算法的出水端算法控制包括：
31、第二数学模型model_2的获取，根据历史的排放tn浓度p2tn、最新排放tn浓度p2tn_new以及tn浓度的目标值target1tn之间的关系获得第二数学模型model_2：
32、error＝target1tn-p2tn；
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1.一种智能碳源投加方法，包括缺氧池、碳源加药泵单元、碳源加药泵智能控制柜和智能碳源投加系统；其方法包括，
2.根据权利要求1所述的一种智能碳源投加方法，其特征在于，智能碳源投加系统用于控制碳源加药泵单元的频率来控制碳源投加量的方法包括：
3.根据权利要求2所述的一种智能碳源投加方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的一种智能碳源投加方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的一种智能碳源投加方法，其特征在于，决策函数的获取通过将进水端算法控制的进水端碳源投加量C_input_1与出水端算法控制的出水端碳源投加量C_input_2得做加权平均获得决策函数，并依据决策函数获得最终碳源投加量F_C_input；
6.根据权利要求1所述的一种智能碳源投加方法，其特征在于，还包括碳源投加量的调整，通过动态学习的策略进行碳源投加量的调整。
7.一种智能碳源投加系统，包括缺氧池、碳源加药泵单元、碳源加药泵智能控制柜和智能碳源投加系统；其特征在于，通过权利要求1-6任一所述的智能碳源投加方法实现的碳源投加系统；
【技术特征摘要】
1.一种智能碳源投加方法，包括缺氧池、碳源加药泵单元、碳源加药泵智能控制柜和智能碳源投加系统；其方法包括，
2.根据权利要求1所述的一种智能碳源投加方法，其特征在于，智能碳源投加系统用于控制碳源加药泵单元的频率来控制碳源投加量的方法包括：
3.根据权利要求2所述的一种智能碳源投加方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的一种智能碳源投加方法，其特征在于，
5.根据权利要求2所述的一种智能碳源投加方法，其特征在于，决策函数的获取通过将进水端算...
【专利技术属性】
技术研发人员：李超，邹德扬，郭慧，王娇，顾象天，
申请(专利权)人：浙江数翰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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