一种污水处理中的曝气方法、装置、设备、存储介质与流程

本发明实施例涉及污水处理，尤其涉及一种污水处理中的曝气方法、装置、设备、存储介质。

背景技术：

1、工业生产和日常生活污水的随意排放，加剧了水质的污染，而水质污染是导致环境污染的主要原因之一。污水处理是一种降低水资源浪费、提高水资源重复利用率的手段。污水处理领域中的活性污泥法好氧段处理效果较高程度依赖于整个工艺段水体内溶氧率的控制状况。一般的控制方式是在好氧段尾端出口处安装溶氧仪测量此处的溶氧量，以此溶氧量为目标值，使用pid或者人工的方式进行动态调节，以保持溶氧量维持在恒定的水平。

2、目前的控制方式难以实现溶氧率稳定的核心原因有两个，第一，溶氧率控制系统是一个时变系统，前端来水的品质和数量都是实时发生变化的，适配于某一个时刻的控制参数设定很快就会在接下来的场景下失效；第二，传感器观测与控制动作之间存在明显的时滞效应，这是因为曝气的作用区段比较长，而测量点通常在该区段的尾部，操作动作的变更需要一定的时间间隔才会体现在传感器读数上，所以试图依靠传感器读数的反馈信号来进行稳定控制，就具有很大的难度。

技术实现思路

1、本发明提供一种污水处理中的曝气方法、装置、设备、存储介质，以实现曝气的高效、节能。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种污水处理中的曝气方法，包括：

3、获取待处理污水在当前时刻的预测关联信息，其中，所述预测关联信息包括来水水质数据、来水水量数据和环境条件数据；

4、查询对鼓风机的多个控制操作，将每一所述控制操作和所述预测关联信息输入至序列预测模型中，得到所述控制操作对应的预测溶氧率序列；

5、基于期望溶氧率序列对各所述控制操作对应的预测溶氧率序列进行判定，确定与所述期望溶氧率序列相匹配的目标预测溶氧率序列；

6、基于所述目标预测溶氧率序列对应的控制操作对鼓风机进行控制，以对所述待处理污水进行曝气处理。

7、可选的，所述预测溶氧率序列包括预测时间段内各时刻对应的预测溶氧率数据；

8、所述序列预测模型用于对所述控制操作和所述预测关联信息预测处理，得到预测时间段内各时刻分别相对于前一时刻的溶氧率变化量，基于所述溶氧率变化量和所述前一时刻的预测溶氧率数据得到当前预测时刻的预测溶氧率数据。

9、可选的，所述期望溶氧率序列包括预测时间段内各时刻对应的期望溶氧率数据；

10、所述基于期望溶氧率序列对各所述控制操作对应的预测溶氧率序列进行判定，确定与所述期望溶氧率序列相匹配的目标预测溶氧率序列，包括：

11、对于每一控制操作对应的预测溶氧率序列执行如下的一项或多项：确定对应时刻的预测溶氧率数据和所述期望溶氧率数据的平均控制偏差；确定所述预测溶氧率序列的稳定性度量；确定所述预测溶氧率序列和所述期望溶氧率序列的序列相关性；

12、基于所述平均控制偏差、所述稳定性度量和所述序列相关性的一项或多项确定所述预测溶氧率序列与所述期望溶氧率序列的匹配度；

13、基于各所述预测溶氧率序列与所述期望溶氧率序列的匹配度，确定所述目标预测溶氧率序列。

14、可选的，所述鼓风机的控制操作包括：各个鼓风机启停状态和对应工作频率。

15、可选的，所述序列预测模型的训练方法包括：

16、创建初始模型；

17、设置所述初始模型待处理参数的参数类型和各待处理参数之间的关联关系；

18、获取样本数据和所述样本数据对应的标准溶氧率序列，其中，所述样本数据中包括各待处理参数分别对应的参数值；

19、基于所述样本数据和对应的标准溶氧率序列对所述初始模型进行迭代训练，得到所述序列预测模型。

20、可选的，所述待处理参数的参数类型包括外生变量、控制变量、内生非控制变量和内生惯性变量；

21、以及，各所述待处理参数之间的关联关系基于配置文件确定。

22、可选的，所述基于所述样本数据和对应的标准溶氧率序列对所述初始模型进行迭代训练，得到所述序列预测模型，包括：

23、迭代执行以下步骤，直到满足训练结束条件的情况下，得到所述序列预测模型：

24、将所述样本数据输入至所述初始模型中，得到预测溶氧率序列；

25、将所述预测溶氧率序列与所述标准溶氧率序列输入至判别模型中，得到所述判别模型的判别结果；

26、基于所述预测溶氧率序列与所述标准溶氧率序列的数据投影分布以及所述判别结果，确定损失函数，基于所述损失函数调节所述初始模型的模型参数。

27、可选的，在基于所述目标预测溶氧率序列对应的控制操作对鼓风机进行控制之后，所述方法还包括：

28、在鼓风机的工作过程中，采集所述待处理污水中的实际溶氧率数据；

29、基于所述实际溶氧率数据与所述期望溶氧率序列中对应的期望溶氧率数据的差值，调节所述鼓风机的当前控制操作。

30、可选的，所述基于所述实际溶氧率数据与所述期望溶氧率序列中对应的期望溶氧率数据的差值，调节所述鼓风机的当前控制操作，包括：

31、在所述实际溶氧率数据与所述期望溶氧率序列中对应的期望溶氧率数据的差值大于预设阈值的情况下，基于所述差值和预设处理比例确定目标差值数据，将所述目标差值数据输入至反馈控制系统，得到所述鼓风机的策略调节数据，基于所述策略调节数据更新所述鼓风机的当前控制操作。

32、第二方面，本发明实施例还提供了一种污水处理中的曝气装置，包括：

33、信息获取模块，用于获取待处理污水在当前时刻的预测关联信息，其中，所述预测关联信息包括来水水质数据、来水水量数据和环境条件数据；

34、控制操作获取模块，用于查询对鼓风机的多个控制操作，将每一所述控制操作和所述预测关联信息输入至序列预测模型中，得到所述控制操作对应的预测溶氧率序列；

35、判定模块，用于基于期望溶氧率序列对各所述控制操作对应的预测溶氧率序列进行判定，确定与所述期望溶氧率序列相匹配的目标预测溶氧率序列；

36、处理模块，用于基于所述目标预测溶氧率序列对应的控制操作对鼓风机进行控制，以对所述待处理污水进行曝气处理。

37、第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

38、至少一个处理器；以及

39、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

40、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行第一方面中任一项所述的污水处理中的曝气方法。

41、第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现第一方面中任一项所述的污水处理中的曝气方法。

42、本发明通过获取待处理污水在当前时刻的预测关联信息，其中，预测关联信息包括来水水质数据、来水水量数据和环境条件数据，查询对鼓风机的多个控制操作，将每一控制操作和预测关联信息输入至序列预测模型中，得到控制操作对应的预测溶氧率序列，基于期望溶氧率序列对各控制操作对应的预测溶氧率序列进行判定，确定与期望溶氧率序列相匹配的目标预测溶氧率序列，基于目标预测溶氧率序列对应的控制操作对鼓风机进行控制，以对待处理污水进行曝气处理。解决了现有技术中过量曝气导致破坏缺氧区缺氧环境、降低总氮去除效果、碳源投加量增大等问题，且避免了过量曝气导致的电耗大、回流消化液溶氧高等问题，具有高效、节能的效果。