污水处理控制系统及污水处理系统的制作方法

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种污水处理控制系统及污水处理系统。

背景技术：

污水处理是为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于各个领域。利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化。

对于污水处理厂，其中工业生产类的污水处理厂，其运行相对较平稳，而有一些类型的污水处理厂则不同，运行差距较大，如城镇生活污水处理厂，存在着以下特点：不同时段进入处理厂的污水数量、污染物成分、污染物含量都存在着较大的不同。并且对历史数据进行分析可知，在通常情况下，每天相同时间段进入污水处理厂的污水特性较相似，因此可以在一定程度上，对于后续的污水处理提供一定的参考。

随着近些年人工智能、云计算、大数据技术的广泛应用和普及，对数据分析和处理的能力达到了很大的提升，给工业生产和分析带来了深刻的影响。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种污水处理控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种污水处理控制系统，

污水进入污水处理系统，污水处理系统包含若干处理单元，

将污水模拟划分为若干个相互独立的组成单元，

设置若干污水特征因子监测点，并上传监测数据至控制系统，

计算组成单元的实时运动路径和/或运动位置，

依组成单元的污水特征因子，在组成单元运动至对应处理单元进行除污过程控制；

依据不同处理单元的污水监测到的特征因子，比对和修正控制系统。

进一步的，对污水历史数据统计和分析，并将数据用于控制系统深度学习算法的训练。

进一步的，所述污水处理系统包括依次相连的预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元，污水自预处理单元前进入，自沉淀单元后排出。

进一步的，预处理单元前、预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元设置有在线水质监测或人工水质监测，用以监测污水特征因子。

进一步的，该污水处理系统设置有自沉淀单元引出至厌氧单元和/或自好氧单元引出至缺氧单元和/或自缺氧单元引出至厌氧单元的管路。

进一步的，依组成单元的污水特征因子，在组成单元运动至对应处理单元时，进行运动过程调度；组成单元在污水处理系统的处理单元之间依次运动；或组成单元在污水处理系统的处理单元之间通过回调调度运动。

进一步的，控制系统内预存不同污水特征因子的处理预案。

一种污水处理系统，该污水处理系统包括依次相连的预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元，污水进水管接入预处理单元，排水管自沉淀单元接出；

所述污水进水管处设置有水质监测装置，所述预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元设置有水质监测装置，用以监测污水特征因子；

该污水处理系统还包括控制单元，用以依据污水特征因子，计算污水运动过程并控制处理过程。

进一步的，该污水处理系统还设置有外回流系统，所述外回流系统自所述沉淀单元引出，接入所述厌氧单元；或该污水处理系统还设置有自所述好氧单元引出，接入所述缺氧单元的内回流系统，或自所述缺氧单元引出，接入所述厌氧单元的内回流系统；所述外回流系统和内回流系统分别或单独使用。

进一步的，所述水质监测装置包括污水进水管处设置的在线水质监测装置，预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元设置的在线水质监测装置或人工水质监测。

本发明与现有的技术相比，至少具有以下有益效果。

本设计中，结合人工智能在数据计算方面的优势，应用到污水处理中，将连续处理的污水，模拟划分为若干个相互独立的组成单元，通过流体数学模型，计算出每个组成单元的实时运动路径和运动位置，有针对性的针对特定组成单元的污水特性，进行运动过程调度和除污加药、曝气等控制，以控制经过处理的排水水质稳定达标。在本设计中，还结合了大数据对历史数据的统计和分析能力，对不同时段、不同来源的污水历史数据进行统计分析，并为本系统的运行提供数据参考。另外在本系统中设置多处在线水质监测装置，以对系统运行情况提供依据，以及为系统的优化提供依据。

附图说明

图1为本发明提出的一种污水处理系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本申请公开了一种污水处理控制系统。本设计中，结合人工智能在数据计算方面的优势，应用到污水处理中，将连续处理的污水，模拟划分为若干个相互独立的组成单元，通过流体数学模型，计算出每个组成单元的实时运动路径和运动位置，有针对性的针对特定组成单元的污水特性，进行运动过程调度和除污加药、曝气等控制，以控制经过处理的排水水质稳定达标。在本设计中，还结合了大数据对历史数据的统计和分析能力，对不同时段、不同来源的污水历史数据进行统计分析，并为本系统的运行提供数据参考。另外在本系统中设置多处在线水质监测装置，以对系统运行情况提供依据，以及为系统的优化提供依据。

其中包括污水处理系统，该污水处理系统包括依次相连的预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元，污水进水管接入预处理单元，排水管自沉淀单元接出。

所述污水进水管处设置有水质监测装置，所述预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元设置有水质监测装置，用以监测污水特征因子；

该污水处理系统还包括控制单元，用以依据污水特征因子，计算污水运动过程并控制处理过程。

进一步的，该污水处理系统还设置有外回流系统，所述外回流系统自所述沉淀单元引出，接入所述厌氧单元；或该污水处理系统还设置有自所述好氧单元引出，接入所述缺氧单元的内回流系统，或自所述缺氧单元引出，接入所述厌氧单元的内回流系统；所述外回流系统和内回流系统分别或单独使用。

进一步的，所述水质监测装置包括污水进水管处设置的在线水质监测装置，预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元设置的在线水质监测装置或人工水质监测。

污水处理系统中的预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元依次相连，污水进水管接入预处理单元，排水管自沉淀单元接出。

污水预处理是污水进入处理系统之前根据后续处理流程对水质的要求而设置的预处理设施，是污水处理厂的咽喉。预处理主要包括格栅、沉砂池、砂水分离器等处理设施；针对特定来源废水，可能还会需进行水质水量的调节处理和其他一些特殊的预处理，例如中和、捞毛、预沉、预曝气等。否则，造成栅渣过多，对后续的处理设备损耗大。

厌氧单元是在厌氧状态下，污水中的有机物被厌氧细菌分解、代谢、消化，使得污水中的有机物含量大幅减少的一种高效的污水处理方式。在厌氧处理过程中，废水中的有机物经大量微生物的共同作用，被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨等。

好氧单元在微生物的参与下，在适宜碳氮比、含水率和氧气等条件下，将有机物降解、转化成腐殖质样物质的生化过程。好氧处理技术可实现固体废弃物的减量化、无害化和资源化的处理目标，反应速度较快，所需反应时间较短。

缺氧单元进行反硝化作用。可以去除总氮，加药后去除总磷。

厌氧单元的厌氧池就是不做曝气，污染物浓度高，因为分解消耗溶解氧使得水体内几乎无溶解氧，适宜厌氧微生物活动从而处理水中污染物的构筑物；缺氧单元的缺氧池是曝气不足或者无曝气但污染物含量较低，适宜好氧和兼氧微生物生活的构筑物；好氧单元的好氧池就是通过曝气等措施维持水中溶解氧含量在一定范围内，适宜好氧微生物生长繁殖，从而处理水中污染物质的构筑物。不同的氧环境有不同的微生物群，微生物也会在环境改变的时候改变行为，从而达到去除不同的污染物质的目的。

沉淀单元对经过处理的水体做出系统前的再一次净化处理，以提高污水效率，稳定出水水质为目的。

所述污水进水管处设置有传感器，用以监测污水污染物成分及浓度，所述预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元的末端均设置有传感器，用以监测污水污染物成分及浓度。

同时，也结合传统的取样方式，对现场取样的水质进行监测，并将监测数据上传至控制系统，用以修正在线监测装置监测中存在的监测误差。

一种污水处理控制系统，

污水进入污水处理系统，污水处理系统包含若干处理单元，

将污水模拟划分为若干个相互独立的组成单元，

设置若干污水特征因子监测点，并上传监测数据至控制系统，

计算组成单元的实时运动路径和/或运动位置，

依组成单元的污水特征因子，在组成单元运动至对应处理单元进行除污过程控制；

依据不同处理单元的污水监测到的特征因子，比对和修正控制系统。

进一步的，对污水历史数据统计和分析，并将数据用于控制系统深度学习算法的训练。

进一步的，所述污水处理系统包括依次相连的预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元，污水自预处理单元前进入，自沉淀单元后排出。

进一步的，预处理单元前、预处理单元、厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元设置有在线水质监测或人工水质监测，用以监测污水特征因子。

进一步的，该污水处理系统设置有自沉淀单元引出至厌氧单元和/或自好氧单元引出至缺氧单元和/或自缺氧单元引出至厌氧单元的管路。

进一步的，依组成单元的污水特征因子，在组成单元运动至对应处理单元时，进行运动过程调度；组成单元在污水处理系统的处理单元之间依次运动；或组成单元在污水处理系统的处理单元之间通过回调调度运动。

进一步的，控制系统内预存不同污水特征因子的处理预案。

本设计中，将连续处理的污水，模拟划分为若干个相互独立的组成单元。在该污水处理系统建设完成后，每个组成单元在该系统的流动过程中各位置对应的影响参数也就随之确定了，通过流体数学模型计算，就可以计算出每个组成单元的实时运动路径和运动位置。

根据监测到的污水的污染物种类和污染物含量，即可得知每个组成单元特定组成单元的污水特性，进而确定该水量中要将该污染物种类和污染物含量的处理，达到合格的排水条件，需要的在处理系统中加药量、曝气量等控制参数。在该计算过程中，还将系统中各子单元的数据反馈到计算中心，作为计算的基础数据。通过ai超强的计算能力以及训练深度学习算法，有效的计算结果的反馈，使得系统能够长期处于稳定和性能较良好的工况中，且控制经过处理的排水水质稳定达标。

以下举例，将全天进入该污水处理系统的污水，按照每两个小时为一个组成单元，例如：0:00-2:00为一个组成单元，2:00-4:00为一个组成单元，……8:00-10:00为一个组成单元，……22:00-24:00为一个组成单元(我们模拟为1滴水)，一个组成单元进入该污水处理系统，通过ai计算，就能确定某一时刻，这个组成单元的水在该污水处理系统中的当前位置。通过在污水进水管处设置的传感器，得到污水中的污染物种类和污染物含量。运算中心对得到的数据进行分析和计算，进而依据该组成单元的污水特性，确定该组成单元的污水经过对应位置时，系统中加药量、曝气量等控制参数。对每个组成单元细分的精度越高，该系统其控制精度也越高。

该系统还通过大数据对历史数据的统计和分析能力，对不同时段、不同来源的污水历史数据进行统计分析，并为本系统的运行提供数据参考。例如对于城市污水处理的污水厂中，每天0:00-2:00的组成单元的污水量以及污染物成分和含量相对是稳定的，而且和白天8:00-10:00的组成单元的污水量以及污染物成分和含量是存在显著不同的，因此，历史数据对于系统的可靠性的训练是十分有益的。并且可以通过大数据对历史数据的分析，以及本申请中系统深度学习，在系统内形成针对不同污染物来水参数的处理预案。以此，在该污水处理系统得到符合不同历史数据的污水参数后，就可以第一时间调度系统处理预案对其进行处理。

在本系统中设置多处在线水质监测装置，以对系统运行情况提供依据，通过厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元等处设置的在线水质监测装置(传感器)监测到的污水参数，或称为特征因子。根据不同的节点的污水的监测到的特征因子不同，比对和修正该污水处理系统。

该污水处理系统设置有外回流系统，所述外回流系统自所述沉淀单元引出，接入所述厌氧单元，用以对未达到处理标准的污水进行系统内部调度，使其再次自厌氧单元开始处理，以保证出水质量达标。在线水质监测装置及时将监测数据及时传回运算中心比对，对未达到处理标准的污水，通过外回流系统回调，进行再次处理，以达到排水合格。并且对于来水污水特征因子变化异常，污染物明显偏高的情况，也可以通过外回流系统回调的形式进行再次处理，而不仅仅是通过提高加药量、曝气量等控制方式实现，从而实现相对经济、平稳的处理，合理控制成本。同理，该污水处理系统还设置有内回流系统，所述内回流系统自所述好氧单元引出，接入所述缺氧单元，用以对未达到处理标准的污水进行系统更小范围的内部调度，使其再次自缺氧单元开始处理；或自所述缺氧单元引出，接入所述厌氧单元，用以对未达到处理标准的污水进行系统更小范围的内部调度，使其再次自厌氧单元开始处理，以保证排水管出水质量达标。针对来水中某种特征因子异常，可以通过不同的外回流系统和/或内回流系统的使用或组合使用，使得系统能够长期平稳运行在较经济的运行区。

为了进一步提高污水处理效果，保证出水质量，厌氧单元、缺氧单元、好氧单元、沉淀单元均可以设置为多段连续式结构。可以通过调节多段结构不同的控制参数，进一步提高控制精度。

本控制系统可适用于污水生物处理的各种工艺中。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。