[發(fā)明專利]污水處理工藝優(yōu)化及節(jié)能控制系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210422977.3
• 申請(qǐng)日: 2012-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102902257A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史瑞明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 威水星空（北京）環(huán)境技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/418
• 分類號(hào): G05B19/418;C02F3/02
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 趙建剛

1.一種污水處理工藝優(yōu)化及節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：計(jì)算機(jī)、上位機(jī)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、用于采集被處理污水水質(zhì)參數(shù)的一種以上水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀表和一種以上用于調(diào)整污水水質(zhì)參數(shù)的水質(zhì)調(diào)整設(shè)備；所述計(jì)算機(jī)的輸入端與各個(gè)所述水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀表連接，所述計(jì)算機(jī)的輸出端通過(guò)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)與各個(gè)所述水質(zhì)調(diào)整設(shè)備連接；所述計(jì)算機(jī)還通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)與所述上位機(jī)通信。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理工藝優(yōu)化及節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀表包括DO檢測(cè)儀和/或COD檢測(cè)儀和/或MLSS檢測(cè)儀和/或pH傳感器和/或水位傳感器和/或氨氮在線監(jiān)測(cè)儀；所述水質(zhì)調(diào)整設(shè)備包括表面曝氣機(jī)和/或污泥回流泵和/或剩余污泥回流泵。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理工藝優(yōu)化及節(jié)能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)內(nèi)置有數(shù)據(jù)管理模塊、模型管理模塊、仿真管理模塊和權(quán)限管理模塊；

所述數(shù)據(jù)管理模塊包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)保存子模塊、操作日志保存子模塊、歷史數(shù)據(jù)保存子模塊和專家經(jīng)驗(yàn)管理子模塊；其中，所述現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)保存子模塊用于保存各個(gè)所述水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀表上傳的現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)參數(shù)；所述操作日志保存子模塊用于保存對(duì)各個(gè)所述水質(zhì)調(diào)整設(shè)備的調(diào)整信息；所述歷史數(shù)據(jù)保存子模塊用于保存各個(gè)所述水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀表上傳的歷史水質(zhì)參數(shù)；所述專家經(jīng)驗(yàn)管理子模塊具有自適應(yīng)與自學(xué)習(xí)功能，用于維護(hù)與污水處理工藝相關(guān)的專家經(jīng)驗(yàn)；

所述模型管理模塊用于建立并維護(hù)控制模型，包括控制模型建立子模塊、控制模型修改子模塊和控制模型選擇子模塊；其中，所述控制模型建立子模塊用于根據(jù)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和操作經(jīng)驗(yàn)建立與各類工藝運(yùn)行參數(shù)對(duì)應(yīng)的控制模型；所述控制模型修改子模塊用于修改所述控制模型建立子模塊建立的所述控制模型；所述控制模型選擇子模塊用于根據(jù)接收到的所述水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀表上傳的現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)參數(shù)及工藝需求動(dòng)態(tài)選擇對(duì)應(yīng)的控制模型；

所述仿真管理模塊包括隨機(jī)數(shù)仿真驗(yàn)證模型、歷史數(shù)據(jù)仿真驗(yàn)證模型和污水變化趨勢(shì)仿真模型；其中，所述隨機(jī)數(shù)仿真驗(yàn)證模型用于接收隨機(jī)輸入的工藝運(yùn)行參數(shù)，然后驗(yàn)證所述控制模型在所述隨機(jī)輸入的工藝運(yùn)行參數(shù)下的合理性；所述歷史數(shù)據(jù)仿真驗(yàn)證模型用于接收歷史工藝運(yùn)行參數(shù)，然后驗(yàn)證所述控制模型在所述歷史工藝運(yùn)行參數(shù)下的合理性；所述污水變化趨勢(shì)仿真模型用于預(yù)測(cè)污水的變化趨勢(shì)；

所述權(quán)限管理模塊用于設(shè)置訪問(wèn)和操作所述計(jì)算機(jī)不同功能的權(quán)限。

4.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述污水處理工藝優(yōu)化及節(jié)能控制系統(tǒng)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，在對(duì)污水進(jìn)行處理的過(guò)程中，所述計(jì)算機(jī)接收所述水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀表上傳的污水水質(zhì)參數(shù)；

S2，所述計(jì)算機(jī)判斷所述污水水質(zhì)參數(shù)是否在設(shè)定區(qū)間內(nèi)，如果判斷結(jié)果為否，則所述污水水質(zhì)參數(shù)為無(wú)效數(shù)據(jù)，直接發(fā)出報(bào)警信號(hào)；如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行S3；

S3，所述計(jì)算機(jī)查找所述模型管理模塊，判斷所述模型管理模塊中是否存儲(chǔ)有與所述污水水質(zhì)參數(shù)對(duì)應(yīng)的所述控制模型，如果判斷結(jié)果為是，則獲取并運(yùn)行查找到的所述控制模型，進(jìn)行控制參數(shù)計(jì)算，得到控制指令，然后執(zhí)行S4；如果判斷結(jié)果為否，則將所述污水水質(zhì)參數(shù)和污水處理需求參數(shù)發(fā)送給所述專家經(jīng)驗(yàn)管理子模塊，所述專家經(jīng)驗(yàn)管理子模塊基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自學(xué)習(xí)，判斷能否學(xué)習(xí)到與所述污水水質(zhì)參數(shù)關(guān)聯(lián)的控制解決方法，如果能夠?qū)W習(xí)到，則根據(jù)學(xué)習(xí)到的所述控制解決方法得到控制指令，然后執(zhí)行S4；如果不能夠?qū)W習(xí)到，則轉(zhuǎn)為人工控制模式或粗放控制模式，由人工或粗放控制所述水質(zhì)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)，所述專家經(jīng)驗(yàn)管理子模塊記錄人工或粗放控制過(guò)程；

S4，所述計(jì)算機(jī)向所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送控制指令，通過(guò)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制所述水質(zhì)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而調(diào)整被處理的所述污水的實(shí)際污水水質(zhì)參數(shù)；通過(guò)循環(huán)執(zhí)行S1-S4，使所述污水的實(shí)際污水水質(zhì)參數(shù)不斷趨向于理論污水水質(zhì)參數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，S1中，所述污水水質(zhì)參數(shù)包括進(jìn)水量、污水化學(xué)需氧量、污水氨氮濃度、污水懸浮固體濃度和污水水位中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，污水處理中，氧化溝對(duì)污水進(jìn)行氧化降解處理具體為：通過(guò)進(jìn)水口不斷向氧化溝內(nèi)注入污水，只有當(dāng)氧化溝內(nèi)儲(chǔ)存的污水量達(dá)到設(shè)定值后，才通過(guò)所述水質(zhì)調(diào)整設(shè)備控制氧化溝內(nèi)污水水質(zhì)參數(shù)；S1之前還包括：

當(dāng)所述氧化溝內(nèi)儲(chǔ)存的污水量達(dá)到設(shè)定值后，通過(guò)所述水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀表直接采集所述氧化溝內(nèi)的污水水質(zhì)參數(shù)。