基于数字化分析的污水厂污水处理进度智能管理系统的制作方法

本发明属于污水厂污水处理进度智能管理领域，涉及到基于数字化分析的污水厂污水处理进度智能管理系统。

背景技术：

1、污水厂污水处理过程中的水解反应、厌氧处理和好氧处理对污水处理进度有着密切的影响作用，它们之间的顺序和进度联系紧密，相互衔接，任何一个环节的处理进度延误或效果不理想，都会对后续处理步骤产生连锁影响，影响整个污水处理系统的稳定性和处理效果。因此，在实际操作中需要严格控制和协调这些处理步骤的进度，确保处理过程的高效运行。

2、目前现存的污水处理监测不足之处包括：1、现有的污水厂在进度管理过程中侧重于整体进度检测，没有对各关联步骤之间的进度连续性进行有效管理，可能会对后续步骤产生连锁影响，在各关联步骤之间可能会出现某些步骤完成较快或较慢，而其他步骤若没有及时调整进度时间，就会导致整个处理流程的延误，从而增加处理成本。

3、2、现有的污水好氧处理过程中，忽视了对曝气周期进行具体调控，为了实现有效的曝气控制，确保好氧反应池内的溶解氧充足，在每次曝气供氧结束后，需要适宜的曝气停止时长来促进好氧反应池进行溶解反应，故而需要对曝气周期进行具体调控。

技术实现思路

1、鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出基于数字化分析的污水厂污水处理进度智能管理系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：本发明提供基于数字化分析的污水厂污水处理进度智能管理系统，该系统包括：水解反应效果监测模块，用于实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数，判断是否需要添加药剂，并获取反应达标时长。

3、水解反应进度评估模块，用于将反应达标时长与预设水解时长进行对比作差，得到水解时差，进而执行厌氧处理进度检测模块。

4、厌氧处理进度检测模块，用于获取厌氧处理标准时长，并获取进入厌氧处理池中的污水水质成分，计算各种厌氧药物初步添加含量。

5、厌氧处理进度调控模块，用于实时获取厌氧处理效果评估系数，进而对厌氧处理进度进行调控分析。

6、好氧处理进度调控模块，用于获取厌氧处理反应时长，据此确认好氧处理池的曝气量，并绘制溶解氧浓度变化曲线，据此判断是否需要调控曝气周期，进而对其作相应调整。

7、污水处理记录表，用于存储水质成分种类-厌氧药物种类匹配表、水质成分含量-厌氧药物含量变化表，存储厌氧处理过程对应的厌氧性能指征及各厌氧性能指征对应的标准值，存储好氧菌落种类-适宜需氧量模型、各种污水水质的溶解氧浓度标准需求曲线。

8、在具体实施方式中，所述水解反应器中的污水综合反应效果评估系数获取方式为：获取水解反应器中污水的气体浓度、可溶性有机物浓度，据此分析水解反应器中污水的化学指标反应效果系数。

9、获取水解反应器中污水的浊度、悬浮物浓度，据此分析水解反应器中污水的物理特征反应效果系数。

10、由分析公式<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><mi>η</mi><mi>=</mi><mfrac><msup><mi>4e</mi><mrow><mi>−</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></msup><msup><mrow><mo>[</mo><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mi>e</mi><mrow><mi>−</mi><mrow><mo>(</mo><mrow><msub><mi>α</mi><mn>1</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>α</mi><mn>2</mn></msub></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow></msup></mrow><mo>]</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mfrac></mstyle>得到水解反应器中的污水综合反应效果评估系数，e为自然常数。

11、在具体实施方式中，所述获取反应达标时长的内容包括：实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数，统计在预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数，将预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数进行对比，若在预设水解时长内某反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数相同，则获取该反应时刻，将该反应时刻与水解反应开始时刻之间的间隔时长作为反应达标时长。

12、若在预设水解时长内各反应时刻的污水综合反应效果评估系数均小于预设的标准评估系数，将预设水解时长对应结束时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数作差，得到反应效果偏差系数，计算水解反应药剂调控影响因子，其中为设定的效果偏差系数参照值，为设定的偏差修正比例。

13、设定各种水解药剂单次添加的基础含量，表示水解药剂种类编号，，进而评估各种水解药剂预计添加含量。

14、向水解反应器中添加各种水解药剂后，实时获取水解反应器中的污水综合反应效果评估系数，再次将污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数进行对比，当某反应时刻的污水综合反应效果评估系数与预设的标准评估系数相同时，提取该反应时刻，进而得到反应达标时长。

15、在具体实施方式中，所述水解时差具体指的是：将反应达标时长与预设水解时长进行对比作差，若反应达标时长大于或等于预设水解时长，则将水解时差记为延迟时长，反之则将水解时差记为缩减时长。

16、在具体实施方式中，所述计算各种厌氧药物初步添加含量的方式为：获取进入厌氧处理池中的污水水质成分种类及各种水质成分含量，进而基于污水处理记录表中的水质成分种类-厌氧药物种类匹配表，得出厌氧处理池中需要添加的各种厌氧药物。

17、基于污水处理记录表中的水质成分含量-厌氧药物含量变化表，得到各种厌氧药物需求含量，表示厌氧药物种类编号，。

18、计算各种厌氧药物初步添加含量，其中表示水解时差，表示设定的参照水解时差，表示设定的厌氧药物添加含量浮动值，表示水解时差为延迟时长，表示水解时差为缩减时长。

19、在具体实施方式中，所述厌氧处理效果评估系数的获取方式为：从污水处理记录表中提取厌氧处理过程对应的厌氧性能指征及各厌氧性能指征对应的标准值，由此对各厌氧性能指征进行数值监测，得到厌氧处理过程对应各厌氧性能指征的监测值，表示厌氧性能指征编号，。

20、将厌氧处理过程对应各厌氧性能指征的监测值与标准值进行对比，计算厌氧处理过程对应的指征性能达标度，其中表示第个厌氧性能指征的标准值，表示设定的偏差系数调控因子，表示厌氧性能指征数量。

21、获取厌氧处理池中的营养元素剩余含量，分析厌氧处理效果评估系数,为设定的营养元素参照剩余含量。

22、在具体实施方式中，所述对厌氧处理进度进行调控分析的内容包括：实时获取厌氧处理效果评估系数，进而提取厌氧处理效果评估系数的稳态值，将其与预设的标准厌氧系数对比，若其小于预设的标准厌氧系数，则对厌氧处理池的温度进行调控。

23、在具体实施方式中，所述确认好氧处理池的曝气量方法为：l1、识别进入好氧处理池中的污水含有的好氧菌落种类，获取各种好氧菌落对应适宜需氧量，为好氧菌落种类编号，。

24、l2、确定好氧处理池中的曝气量,其中为设定的单位需氧量，为设定的单位需氧量与曝气量之间的单位转换系数，为厌氧处理反应时长，为厌氧处理标准时长。

25、l3、按设定间隔距离对好氧处理池中的曝气位置进行排列设置，进而将相隔一个位置的曝气位置记为采样点位置，得到各采样点位置，以各采样点位置为指定组别，并将除各采样点位置以外的各剩余位置记为待定组别，进而将指定组别与待定组别按设定相同间隔时长进行交替曝气，且单个曝气位置对应曝气量为,表示单个组别中的曝气位置数量。

26、在具体实施方式中，所述绘制溶解氧浓度变化曲线的内容如下：当好氧处理池处于停止曝气状态时，使用溶解氧电极仪获取各采样点位置的溶解氧浓度，均值计算得到好氧处理池单次曝气对应的溶解氧浓度，据此得到好氧处理池各次曝气对应的溶解氧浓度，进而以溶解氧浓度为纵坐标、曝气次数为横坐标，绘制溶解氧浓度变化曲线。

27、在具体实施方式中，所述判断是否需要调控曝气周期的内容包括：u1、获取好氧处理池中的污水水质，从污水处理记录表中提取对应污水水质的溶解氧浓度标准需求曲线。

28、u2、将溶解氧浓度变化曲线与溶解氧浓度标准需求曲线进行重叠对比，得到处于溶解氧浓度标准需求曲线上方和下方的交叉面积。

29、u3、将处于溶解氧浓度标准需求曲线上方的交叉面积与处于溶解氧浓度标准需求曲线下方的交叉面积进行对比，若处于溶解氧浓度标准需求曲线上方的交叉面积大于处于溶解氧浓度标准需求曲线下方的交叉面积，则需要缩减曝气周期，反之则需要增加曝气周期。

30、u4、将处于溶解氧浓度标准需求曲线上方的交叉面积和处于溶解氧浓度标准需求曲线下方的交叉面积分别记为，当时，以作为曝气周期缩减时长，为设定偏差面积，为设定单位偏差面积比对应调整时长；当时，以作为曝气周期增加时长。

31、相较于现有技术，本发明的有益效果如下：（1）本发明实时监测水解反应达标时长，及时添加水解药剂来初步调整水解反应进度，并获取水解时差，据此对各种厌氧药物初步添加含量进行设定，以及根据厌氧处理效果评估系数对厌氧处理进度进行再次调控分析，可以避免厌氧处理进度出现进一步延迟情况，保证厌氧处理按照预定计划进行，避免长时间延迟对后续工作产生不利影响，保证了污水处理进度的连续性，并根据实际效果对处理进度进行调整，确保达到期望的处理效果，避免不必要的延迟和浪费，使得处理过程更加可控和高效。

32、（2）本发明通过监测厌氧处理反应时长和好氧处理池的溶解氧浓度，精确确定好氧处理池所需的曝气量，并适当调整曝气周期时长，可以提高氧气在污水中的传质效率，保证池内溶解氧浓度达到最佳状态，有助于加快污水中有机物的降解速度，确保好氧处理池中的微生物充分氧化有机物质、减少残留污染物，从而改善污水处理的水质，并进一步保证了污水处理效果的均衡性和高效性。

33、（3）本发明将曝气位置按设定间隔距离进行排列设置和组别分配，并进行间隔交替曝气，可以避免在好氧处理池中形成死区，即污水无法接触到氧气的区域，通过保证曝气位置的覆盖范围，确保好氧处理池中的所有污水都能够得到适当处理。