[實用新型]污水處理出水水質軟測量在線智能檢測儀表

有效

• 申請號: 200920106062.5
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN201392338Y
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 許繼平;劉載文;王小藝;肖平波;楊斌;連曉峰;崔莉鳳
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱麗華

技術領域

本實用新型屬于污水處理領域技術，尤其涉及一種污水處理出水水質軟測量在線智能檢測儀表。

背景技術

在污水處理過程中存在著過程參數時變、產品質量指標難以在線實時檢測或檢測時間嚴重滯后，因而不能實現實時閉環控制、不易保證產品質量的難題。

為了對污水處理過程出水質量的主要指標COD(Chemical?Oxygen?Demand化學需氧量)和BOD(Biochemical?Oxygen?Demand生物化學需氧量)這類變量進行實時檢測和控制，人們已開始研究采用間接測量的方法，利用易于獲取的其它測量信息，通過數學建模的方法利用這些信息來實現對被檢測量的估計。

軟測量是隨著控制理論、智能科學發展和計算機技術的推廣應用，從九十年代起得到了普遍關注和迅速發展，被認為是進行工業過程監測、優化、控制的重要方法。軟測量是目前檢測和過程控制研究發展的重要方向。

過程神經元網絡是一種效果較好的軟測量建模方法，它具有聯想記憶，自學習，高度容錯，快速處理，能逼近高度復雜的非線性系統的特點，適合于非線性、時變的工程系統。如何更好的利用該過程神經元網絡技術來實現對污水處理出水水質的軟測量是業內人士努力尋求的目標。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種污水處理出水水質軟測量在線智能檢測儀表，其可以實現對出水水質的主要技術指標的測試及顯示，測出結果可以用于對出水水質的實時控制。

為實現上述目的，本實用新型采取以下設計方案：

一種污水處理出水水質軟測量在線智能檢測儀表，它包括：

一組用于采集輸入量的前端傳感器；

一模數轉換器，用于將前端傳感器采集的模擬輸入量轉換為數字信號量；

一CPU中心處理器，內嵌基于PNN過程神經元網絡結構及改進算法編制的軟測量程序模塊；

一鍵盤輸入設備；

一組輸出設備；

所述的一組前端傳感器的輸出端接模數轉換器的輸入端，模數轉換器的輸出端接CPU中心處理器的串行外圍接口；鍵盤輸入接于通用輸入/輸出接口；CPU中心處理器的控制輸出端接一組輸出設備的輸入。

所述一組前端傳感器可以是采集總有機碳含量TOC、溶解氧DO、氧化還原電位ORP和酸堿度pH值的一組傳感器。亦可以是采集總有機碳含量TOC、溶解氧DO和污泥濃度MLSS值的一組傳感器。

所述的一組輸出設備是顯示設備、打印設備、數據存儲設備和聲音輸出設備中的至少一種設備。

所述的CPU中心處理器為51系列單片機、AVR系列單片機或ARM系列單片機。

所述的總有機碳含量TOC(Total?Organic?Carbon)是指在排水中構成有機物的碳的總量，可作為測定污染程度的重要指標。其單位一般表示為“毫克/升”。

所述的溶解氧DO(Dissolved?Oxygen)是水體環境質量的一項極其重要的綜合性表觀指標，它直接反映水體受有機物、微生物、藻類等物質污染的程度，在環境水質監測中被廣泛采用，DO值的變化主要由曝氣量所影響，監測DO可以優化調節曝氣量，控制用電量，進而可以控制污水處理成本。其單位一般表示為“毫克/升”。

所述的氧化還原電位ORP(Oxidation?Reduction?Potential)是指溶液的氧化還原電位。ORP值是水溶液氧化還原能力的測量指標，其單位是毫升。

所述的污泥濃度MLSS系指曝氣池中單位體積混合液所含懸浮固體的重量(常以MLSS表示)，單位用“克/升”或“毫克/升”。污泥濃度MLSS的大小間接地反映混合液中所含微生物的量。為了保證曝氣池的凈化效率，必須在池內維持一定量的污泥濃度。一般來說，對于普通活性污泥法，曝氣池內污泥濃度MLSS常控制在2-3克/升之間。

本實用新型污水處理出水水質軟測量在線智能檢測儀表用于污水處理出水水質軟測量方法中，主要為解決因BOD和COD化學方法檢測的大滯后帶來的在線檢測問題，故選用總有機碳含量TOC、溶解氧DO、污泥濃度MLSS值作為一組或選用總有機碳含量TOC、溶解氧DO、氧化還原電位ORP和酸堿度pH值作為一組采集的輸入二次變量，將BOD₅和COD作為控制輸出的主導變量，由檢測儀的CPU中心處理器基于PNN過程神經元網絡結構及改進算法可快速地計算推導出BOD₅(BOD變量中的一常用表示指標，為五天生物化學需氧量)或COD值并輸出，從而可以將得到的結果數據適時地用于污水處理的實時閉環控制，以保證出水達標并節省電能。