1.一种污水处理厂碳源投加系统,其特征在于,所述碳源投加系统包括采集模块、与所述采集模块通信相连的plc控制模块、与所述plc控制模块通信相连的数据存储模块、与所述数据存储模块通信相连的分析模块以及与所述plc控制模块、数据存储模块和分析模块分别通信相连的人机交互模块,
所述采集模块用于实时采集污水处理厂的第一参数,所述第一参数包括进水流量、进水水质、硝化区和反硝化区之间的内回流流量、反硝化区内加药泵的投加流量以及经过反硝化区末端过程水的硝氮实测值;
所述人机交互模块用于输入预设的反硝化区末端的硝氮目标值;
所述分析模块调用所述第一参数和所述硝氮目标值,基于机器学习的方法对碳源投加量进行前馈预测,基于模糊控制对碳源投加量进行反馈预测,通过所述前馈预测和所述反馈预测相结合的控制方法确定最终碳源投加量并将其反馈给所述plc控制模块,
所述plc控制模块根据所述分析模块的反馈信息反馈调节所述投加流量。
2.如权利要求1所述的碳源投加系统,其特征在于,
所述采集模块包括设于进水区的进水流量计和进水水质仪表、设于硝化区和反硝化区之间的内回流流量计、设于加药泵出口的加药泵流量计以及设于反硝化区末端的硝氮在线仪表,所述进水水质仪表用于采集进水cod、进水氨氮以及进水总氮。
3.如权利要求1所述的碳源投加系统,其特征在于,所述分析模块包括加药量前馈预测单元,加药量反馈预测单元和判断单元;
所述加药量前馈预测单元调用所述进水流量、进水水质、内回流流量以及所述硝氮目标值输入内部的加药量前馈预测模型,经过所述加药量前馈预测模型获得所述第一碳源投加量,所述第一碳源投加量为所述前馈预测的结果;
所述加药量反馈预测单元调用所述第一参数中的投加流量、硝氮实测值和所述硝氮目标值计算硝氮偏差值和偏差变化率,通过模糊控制获得第二碳源投加量,所述第二碳源投加量为所述反馈预测的结果,所述硝氮偏差值为所述硝氮目标值和所述硝氮实测值的差值,所述偏差变化率为单位时间内硝氮值的变化量;
所述判断单元根据所述第一碳源投加量和所述第二碳源投加量确定最终碳源投加量,在人机交互界面显示并传至所述plc控制模块进行对加药泵的控制。
4.一种污水处理厂碳源投加方法,其特征在于,用于权利要求1至3任一项所述的碳源投加系统,包括以下步骤:
采集污水处理厂的第一参数,所述第一参数包括进水流量、进水水质、硝化区和反硝化区之间的内回流流量、反硝化区内加药泵的投加流量以及经过反硝化区末端过程水的硝氮实测值;
输入预设的反硝化区末端的硝氮目标值;
调用所述第一参数和所述硝氮目标值,通过机器学习进行碳源投加量的前馈预测获得第一碳源投加量;通过模糊控制进行碳源投加量的反馈预测获得第二碳源投加量;
调用所述第一参数中的硝氮实测值以及所述硝氮目标值,若硝氮实测值逐渐接近所述硝氮目标值,选择前馈预测的所述第一碳源投加量传输至所述plc控制模块,反之,选择反馈预测的所述第二碳源投加量传输至plc控制模块。
5.如权利要求4所述的碳源投加方法,其特征在于,所述通过机器学习进行碳源投加量的前馈预测获得第一碳源投加量,包括:
调用所述进水流量、进水水质、内回流流量以及硝氮目标值输入加药量前馈预测模型,经过所述加药量前馈预测模型预测获得所述第一碳源投加量。
6.如权利要求5所述的碳源投加方法,其特征在于,所述碳源投加方法还包括建立所述加药量前馈预测模型,具体包括:
获取历史第一参数,将历史第一参数的进水流量、进水水质、内回流流量和硝氮实测值作为输入层以及对应历史的碳源投加量作为输出层进行机器学习训练调参,获取训练好的模型作为所述加药量前馈预测模型。
7.如权利要求4所述的碳源投加方法,其特征在于,所述通过模糊控制进行碳源投加量的反馈预测获得第二碳源投加量,包括:
调用所述第一参数中的投加流量、硝氮实测值和所述硝氮目标值计算硝氮偏差值和偏差变化率,通过mamdani模糊控制方法获得第二碳源投加量,所述硝氮偏差值为所述硝氮目标值和所述硝氮实测值的差值,所述偏差变化率为单位时间内硝氮值的变化量。
8.如权利要求4所述的污水处理厂碳源投加方法,其特征在于,所述碳源投加方法还包括:存储所述第一参数、所述硝氮目标值以及所述反馈信息并进行动态显示。