一种对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种工艺单元的监控方法。更具体地说，本发明涉及一种对污水处理 工艺单元运行性能进行监控的方法。
【背景技术】
[0002] 在污水处理中会采用不同的工艺，不同的工艺又是由不同的工艺单元搭配而成， 而工艺单元由各种不同的设备组合而成。在污水处理厂日常运行中，由于外部负荷、内部应 力、磨损、腐蚀和自然侵蚀等因素的影响，使各设备其整体或部分结构发生改变，性能下降， 甚至报废，这是所有设备都避免不了的客观规律。而在设备结构开始改变至报废的过程中， 由于无法及时发现设备异常、进行检修，会使处理工艺单元性能受到影响，进而影响污水处 理效果，甚至使出水无法达标、水厂无法正常运行。为使排水达标、水厂正常运行，必须对设 备、工艺单元进行检修和日常维护保养工作。
[0003] 目前，多数企业、厂家对设备的检修都是定期进行的，基本采用预防维护或生产维 护的方式，增加了劳动量，且不能较好地监控工艺单元运行性能。申请人认为各污水处理工 艺单元均有各种设备组合而成，而各设备运行必定产生一定的运行效果，即该处理工艺单 元的运行效果，工艺单元耗电运行并产生一定的工作量，耗电量与工作量之间必定存在相 关关系，如泵房中水泵耗电运行提升水位，泵房整体耗电量与提升水量存在相关关系；紫外 消毒间耗电运行，杀灭污水中大肠杆菌，大肠杆菌去除量与耗电量之间存在一定的相关关 系，等等。申请人认为可以根据工艺单元耗电量与工作量之间的关系，通过一种技术手段监 控该工艺单元运行状态，以快速发现工艺单元运行异常的情况，保证水厂的正常运行。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的 优点。
[0005] 本发明还有一个目的是通过工艺单元耗电量与工作量之间的关系提供一种对污 水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，能实时监控工艺单元运行性能的异常以保证水 厂的正常工作，相比以往通过定期对工艺单元进行检修，大大减少了劳动量，且能及时处理 异常，防止工艺单元瘫痪影响水厂的正常工作。
[0006] 本发明还有一个目的是比较工艺单元运行过程中任意两个月之间累计均值效率 的相似度，监控后一个月的工艺单元运行性能相对前一个月的工艺单元运行性能是否异 常，以避免实时监控过程中无法发现的工艺单元内部设备缓慢损坏问题，对工艺单元运行 性能长期监控进行补充和完善。
[0007] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种对污水处理工艺单元运 行性能进行监控的方法，包括以下步骤：
[0008] 步骤一、采集监测数据，每间隔第一预设时间采集一次工艺单元所产生的电耗量 以及相应的工作量；
[0009] 步骤二、通过步骤一中采集的监测数据计算得到工艺单元运行过程中每一个第一 预设时间内的实时效率，即一个所述第一预设时间内平均电耗量所完成的工作量；
[0010] 步骤三、工艺单元运行开始经过i个第一预设时间，由步骤二可以得到i个与第一 预设时间相对应的实时效率，定义经过i个第一预设时间的累计均值效率为i个第一预设 时间内实时效率的平均值，其中i = 1，2,3, ...，n ;
[0011] 步骤四、在工艺单元运行过程中，每间隔第二预设时间比较一次实时效率与累计 均值效率的相似度值，所述第二预设时间为j个第一预设时间，并以预定义的第一相似度 界限值判断在每一个所述第二预设时间内工艺单元运行是否异常，进行工艺单元的实时监 控。
[0012] 优选的是，所述的对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，在所述步骤四 中，采用数计算每一个第二预设时间内的实时效率和累计均值效率的相似度， 其公式为：
【主权项】
1. 一种对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一、采集监测数据，每间隔第一预设时间采集一次工艺单元所产生的电耗量以及 相应的工作量； 步骤二、通过步骤一中采集的监测数据计算得到工艺单元运行过程中每一个第一预设 时间内的实时效率，即一个所述第一预设时间内平均电耗量所完成的工作量； 步骤三、工艺单元运行开始经过i个第一预设时间，由步骤二可以得到i个与第一预设 时间相对应的实时效率，定义经过i个第一预设时间的累计均值效率为i个第一预设时间 内实时效率的平均值，其中i= 1，2,3, . ..，n; 步骤四、在工艺单元运行过程中，每间隔第二预设时间比较一次实时效率与累计均值 效率的相似度值，所述第二预设时间为j个第一预设时间，并以预定义的第一相似度界限 值判断在每一个所述第二预设时间内工艺单元运行是否异常，进行工艺单元的实时监控。
2. 如权利要求1所述的对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，其特征在于， 在所述步骤四中，采用数计算每一个第二预设时间内的实时效率和累计均值效 率的相似度，其公式为：
其中，U为实时效率，P为累计均值效率； Similar(y，p)表示一个第二预设时间内实时效率和累计均值效率的相似度值，当其 小于所述预定义的第一相似度界限值时，判断所述第二预设时间内的工艺单元运行性能异 常。
3. 如权利要求2所述的对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，其特征在于， 所述预定义的第一相似度界限值为〇. 3。
4. 如权利要求3所述的对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，其特征在于， 所述第一预设时间为l_20min，所述j为10-30。
5. 如权利要求4所述的对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，其特征在于， 所述步骤二之前对采集的监测数据进行机械滤波处理，通过预设的正常值范围去除监测数 据中正常值范围以外的异常点值，并对所述异常点值进行标记。
6. 如权利要求5所述的对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，其特征在于， 在获取工艺单元运行过程中的累计均值效率时，所述i大于1000。
7. 如权利要求2所述的对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，其特征在于， 所述第一预设时间为1天，由步骤二可以得到工艺单元运行第k天的实时效率，再由步骤三 可以得到第k天的累计均值效率pk，以一个月为单位，采用Similar函数计算工艺单元运 行过程中任意两个月之间相对应的一天的累计均值效率的相似度，并以预定义的第二相似 度界限值判断其中后一个月的工艺单元运行性能相对前一个月的工艺单元运行性能是否 异常，当任意两个月之间的累计均值效率的相似度值小于所述预定义的第二相似度界限值 时，则判断后一个月的工艺单元运行性能相对前一个月的工艺单元运行性能异常，其中，所 述Similar2函数公式为：
具中，P为具中一个月的累计均值效率，P'为另一个月的累计均值效率，Similar2(p，P'）为所述任意两个月之间的累计均值效率的相似度； k表示任意一个月的天数，k= 1，2, 3, ...，30,当实际该月的天数k> 30时，去除第31 天的累计均值效率，当实际该月的天数k< 30时，以上一个月相邻的累计均值效率补齐。
8. 如权利要求7所述的对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，其特征在于， 所述预定义的第二相似度界限值为〇. 3。
9. 如权利要求7所述的对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，其特征在于， 还包括报警步骤，其设置为：当任意一个所述第二预设时间内实时效率和累计均值效率的 相似度值小于预定义的第一相似度界限值时进行第一报警；当所述任意两个月之间的累计 均值效率的相似度值在预定义的第二相似度界限值内时进行第二报警。
10. 如权利要求1-9中任一所述的对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，其 特征在于，所述工艺单元为泵房、紫外消毒间或鼓风机房中的一个单元，其对应的工作量为 提升水量、大肠杆菌去除量或鼓风机风量。
【专利摘要】本发明公开了一种对污水处理工艺单元运行性能进行监控的方法，包括以下步骤：步骤一、采集监测数据，每间隔第一预设时间采集一次工艺单元所产生的电耗量以及相应的工作量；步骤二、计算每一个第一预设时间内的实时效率，即一个第一预设时间内平均电耗量所完成的工作量；步骤三、工艺单元运行开始经过i个第一预设时间，定义经过i个第一预设时间的累计均值效率为i个第一预设时间内实时效率的平均值；步骤四、在工艺单元运行过程中，每间隔第二预设时间比较一次实时效率与累计均值效率的相似度值，并以预定义的第一相似度界限值判断该工艺单元在第二预设时间内是否异常。本发明的方法能实时监控工艺单元运行性能，以及时发现单元异常。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN104699056
【申请号】CN201510079806
【发明人】杨斌, 刘萌, 任艳真
【申请人】北京金控自动化技术有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月13日