申请日2021.10.18
公开日期2021.12.28
IPC分类C02F3/00;G05B19/04
摘要
本发明提供了一种高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，包括：获取模块，用于获取构建好的活性污泥一体化装置处于不同运行条件下，对高盐高氮污水进行处理后的污染脱除效果，同时，获取装置在不同运行条件下的运行前端参数；反馈模块，用于对相同运行条件下的运行前端参数和污染脱除效果进行预分析，获取对应的主要调控因子和最佳运行指标，并反馈至预先训练好的神经网络模型进行预处理；控制模块，用于根据预处理结果对活性污泥一体化装置的对应条件下的运行前端参数进行调控，实现对装置的智能控制。通过获取装置的调控因子和运行指标，来基于神经网络模型进行反馈预处理，进而达到对装置的参数进行调控的目的，提高了处理效率。
权利要求
1.一种高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取构建好的活性污泥一体化装置处于不同运行条件下，对高盐高氮污水进行处理后的污染脱除效果，同时，获取所述活性污泥一体化装置在不同运行条件下的运行前端参数；
反馈模块，用于对相同运行条件下的运行前端参数和污染脱除效果进行预分析，获取对应的主要调控因子和最佳运行指标，并反馈至预先训练好的神经网络模型进行预处理；
控制模块，用于根据预处理结果对所述活性污泥一体化装置的对应条件下的运行前端参数进行调控，实现对所述活性污泥一体化装置的智能控制。
2.如权利要求1所述的高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，其特征在于，还包括：
构建模块，用于基于耐盐厌氧氨氧化污泥对应的第一单元体以及反硝化污泥对应的第二单元体，构建所述活性污泥一体化装置。
3.如权利要求2所述的高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，其特征在于，所述构建模块包括：
第一获取单元，用于获取与耐盐厌氧氨氧化污泥相关的第一需求信息；
第二获取单元，用于获取与反硝化污泥相关的第二需求信息；
第三获取单元，用于获取所述耐盐厌氧氨氧化污泥以及反硝化污泥的初始解体信息，并根据两者的待处环境，获取有效解体信息；
配比单元，用于根据所述第一需求信息以及第二需求信息，获取所述耐盐厌氧氨氧化污泥以及反硝化污泥的第一配比结果，同时，按照所述有效解体信息，对所述第一配比结果进行优化，获得第二配比结果；
构建单元，用于基于所述耐盐厌氧氨氧化污泥以及反硝化污泥的第二配比结果，构建对应的第一单元体和第二单元体，进而构建活性污泥一体化装置。
4.如权利要求1所述的高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，其特征在于，还包括：
判断模块，用于对相同运行条件下的运行前端参数和污染脱除效果进行预分析之前，根据获取的所述活性污泥一体化装置在该运行条件下的运行前端参数，判断所述运行前端参数是否与对应相同条件下的所有预设阈值参数一致；
若一致，控制反馈模块进行常规工作；
若不一致，获取所述运行前端参数中每个第一参数与对应预设阈值参数中的第二参数之间的参数差值，并构建参差集合；
调取模块，用于从预设数据库中，调取相同条件下对应的预设运行模型，并对对应的运行前端参数进行分析，获得对应的运行差异信息；
将所述运行差异信息与对应的参差集合进行匹配处理，判断是否匹配；
若匹配，将所述运行差异信息发送到所述反馈模块，控制所述反馈模块进行第一工作；
若不匹配，将所述参差集合以及运行差异信息进行融合处理，获得融合数据，并对所述融合数据进行类型聚类分析，获取同类型数据差异包，并按照相互类型的配合参与规律，对所述差异包进行差异等级标定，同时，还对所述差异包进行类型等级标定；
建立模块，用于根据标定结果，确定所述差异包的当前异常权值，并建立每个差异包的当前异常权值-差异数据映射关系，并传输到所述反馈模块，并控制所述反馈模块进行第二工作。
5.如权利要求4所述的高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，其特征在于，所述反馈模块，包括：
配置单元，用于将所述运行前端参数输入到目标决策模型中，并将每个第一参数分别配置到所述目标决策模型的决策节点上；
矩阵构建单元，用于根据配置后的决策节点的基于所述目标决策模型的位置，构建位置矩阵，同时，根据所述运行前端参数构建参数矩阵；
引用单元，用于基于所述位置矩阵以及参数矩阵进行第一配对处理，并根据配对处理结果，获取每个第一参数的参数权重；
确定单元，用于确定当前所述反馈模块执行的工作类型；
当为常规工作类型时，根据所述参数权重提取所有第一参数中的有效参数，预测对应的第一脱除效果，若对应的第一脱除效果与污染脱除效果一致，基于所述有效参数以及污染脱除效果，获取对应的主要调控因子和最佳运行指标；
当为第一工作类型时，根据所述参数权重提取所有第一参数中的有效参数与运行差异信息，预测对应的第二脱除效果，若对应的第二脱除效果与污染脱除效果一致，基于所述有效参数、运行差异信息、污染脱除效果，获取对应的主要调控因子和最佳运行指标；
当为第二工作类型时，根据所述参数权重提取所有第一参数中的有效参数与当前异常权值-差异数据映射关系，预测对应的第三脱除效果，若对应的第三脱除效果与污染脱除效果一致，基于基于所述有效参数、当前异常权值-差异数据映射关系、污染脱除效果，获取对应的主要调控因子和最佳运行指标。
6.如权利要求1所述的高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，其特征在于，所述反馈模块，还包括：
概率判断单元，用于获取所述主要调控因子，同时，获取次要调控因子，判断每个次要调控因子对所有主要调控因子的影响概率；
若所述影响概率大于预设概率，将对应的次要调控因子作为辅助调控因子；
预处理单元，用于基于所述主要调控因子和最优选择指标反馈至预先训练好的神经网络模型进行预处理之前，将所述辅助调控因子同步反馈至所述预设训练好的神经网络模型，并进行同步处理。
7.如权利要求1所述的高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，其特征在于，所述控制模块，包括：
预测单元，用于根据预处理结果预测所述第一参数的调节信息；
控制单元，用于按照所述调节信息对对应的第一参数进行调控，实现对所述活性污泥一体化装置的智能控制。
8.如权利要求7所述的高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，其特征在于，还包括：
第一检测模块，用于根据预处理结果对所述活性污泥一体化装置的对应条件下的运行前端参数进行调控之后，对所述高盐高氮污水进行检测，得到第一含盐量以及第一含氮量；
第二检测模块，用于检测所述活性污泥一体化装置当前的污泥活性；
差值确定模块，用于按照所述第一参数的调节信息以及污泥活性，获取对应的预测含盐量以及预测含氮量，将所述第一含盐量与预测含盐量进行比较，获得第一差值，并将所述预测含氮量与第一含氮量进行比较，获得第二差值；
若两者差值都在预设差值范围内，判定所述活性污泥一体化装置合格，并按照预处理结果实现相应的参数调控；
否则，提取不在预设范围内的差值对应的第三参数，并基于所述第三参数对应的调整方案，对所述活性污泥一体化装置进行修复调整。
9.如权利要求8所述的高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，其特征在于，还包括：
第一确定模块，用于与所述第三参数相关的调节信息对所述活性污泥一体化装置进行调控的工作日志；
第二确定模块，用于确定所述工作日志的第一序列，并与标准调控的标准日志的第二序列进行比较，对第一序列中的不一致序列进行标定；
位置获取模块，用于根据标定结果，获取连续序列以及非连续序列在第一序列中的第一位置，以及在第二序列中的第二位置；
描述获取模块，用于分析第二位置上的每个连续序列的第一序列描述，同时，按照预设序列截取规则，自动截取对应连续序列的相邻序列，获取整个序列的第二序列描述；
序列判断模块，用于当所述第一序列描述与第二序列描述一致时，则将对应的第二序列保留；
否则，基于所述相邻序列对对应的连续序列进行扩充，获得扩充序列，并将所述扩充序列与对应的第二序列进行序列对保留；
对所述第二序列中的所有单独序列进行第一分析，对所述第一序列中的所有单独序列进行第二分析，确定第一分析结果与第二分析结果之间的相似度；
若相似度小于预设度，确定所述第一位置中连续位置点的集中区域，基于就近原则，确定所述集中区域周围的第一单独序列区域，同时，还根据第一单独序列区域的区域权重，以及该区域中对应的单独序列的位置权值，筛选对应的第二单独序列；
按照所述第一单独序列区域的区域位置以及第二单独序列的序列位置，匹配对应的预设纠错序列算法，并对对应序列进行纠错处理，获取剩余仍未纠正不一致的序列；
根据保留结果以及剩余未纠正结果，从预设调整方案数据库中，匹配调整方案，并对所述活性污泥一体化装置进行修复调整。
10.如权利要求1所述的高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，其特征在于，
所述最佳运行指标与污水标志性污染物、活性污泥一体化装置的运行条件有关；
其中，所述污水标志性污染物与污水中的盐度、氮素浓度以及化学需氧量有关；
所述运行条件与运行温度、运行PH、运行HRT有关。
说明书
一种高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统。
背景技术
随着我国污水处理量的不断提高，城市污水处理厂的污泥产量也日趋增加，截止2017年底，我国污水处理厂污泥产生量超过4000万吨(按处理每万吨污水产生含水率80％污泥5～8吨计算)。活性污泥成分复杂，含有大量有机污染物、细菌菌体及其他有害物质，若未妥善处理而排入环境中，将对土壤、地表水和地下水造成严重的二次污染。
虽然也存在对排放污水进行处理的设备，但是该设备一般只是按照固定的设置参数进行工作，来对污水进行处理，这可能会导致处理过程由于设备当前参数与实际污水处理不符合的情况，导致处理效率低下。
因此，本发明提出一种高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统。
发明内容
本发明提供一种高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，用以通过获取装置的调控因子和运行指标，来基于神经网络模型进行反馈预处理，进而达到对装置的参数进行调控的目的，提高了处理效率。
本发明提供一种高盐高氮污水智能一体化除盐脱氮控制系统，包括：
获取模块，用于获取构建好的活性污泥一体化装置处于不同运行条件下，对高盐高氮污水进行处理后的污染脱除效果，同时，获取所述活性污泥一体化装置在不同运行条件下的运行前端参数；
反馈模块，用于对相同运行条件下的运行前端参数和污染脱除效果进行预分析，获取对应的主要调控因子和最佳运行指标，并反馈至预先训练好的神经网络模型进行预处理；
控制模块，用于根据预处理结果对所述活性污泥一体化装置的对应条件下的运行前端参数进行调控，实现对所述活性污泥一体化装置的智能控制。
在一种可能实现的方式中，还包括：
构建模块，用于基于耐盐厌氧氨氧化污泥对应的第一单元体以及反硝化污泥对应的第二单元体，构建所述活性污泥一体化装置。
在一种可能实现的方式中，所述构建模块包括：
第一获取单元，用于获取与耐盐厌氧氨氧化污泥相关的第一需求信息；
第二获取单元，用于获取与反硝化污泥相关的第二需求信息；
第三获取单元，用于获取所述耐盐厌氧氨氧化污泥以及反硝化污泥的初始解体信息，并根据两者的待处环境，获取有效解体信息；
配比单元，用于根据所述第一需求信息以及第二需求信息，获取所述耐盐厌氧氨氧化污泥以及反硝化污泥的第一配比结果，同时，按照所述有效解体信息，对所述第一配比结果进行优化，获得第二配比结果；
构建单元，用于基于所述耐盐厌氧氨氧化污泥以及反硝化污泥的第二配比结果，构建对应的第一单元体和第二单元体，进而构建活性污泥一体化装置。
在一种可能实现的方式中，还包括：
判断模块，用于对相同运行条件下的运行前端参数和污染脱除效果进行预分析之前，根据获取的所述活性污泥一体化装置在该运行条件下的运行前端参数，判断所述运行前端参数是否与对应相同条件下的所有预设阈值参数一致；
若一致，控制反馈模块进行常规工作；
若不一致，获取所述运行前端参数中每个第一参数与对应预设阈值参数中的第二参数之间的参数差值，并构建参差集合；
调取模块，用于从预设数据库中，调取相同条件下对应的预设运行模型，并对对应的运行前端参数进行分析，获得对应的运行差异信息；
将所述运行差异信息与对应的参差集合进行匹配处理，判断是否匹配；
若匹配，将所述运行差异信息发送到所述反馈模块，控制所述反馈模块进行第一工作；
若不匹配，将所述参差集合以及运行差异信息进行融合处理，获得融合数据，并对所述融合数据进行类型聚类分析，获取同类型数据差异包，并按照相互类型的配合参与规律，对所述差异包进行差异等级标定，同时，还对所述差异包进行类型等级标定；
建立模块，用于根据标定结果，确定所述差异包的当前异常权值，并建立每个差异包的当前异常权值-差异数据映射关系，并传输到所述反馈模块，并控制所述反馈模块进行第二工作。
在一种可能实现的方式中，所述反馈模块，包括：
配置单元，用于将所述运行前端参数输入到目标决策模型中，并将每个第一参数分别配置到所述目标决策模型的决策节点上；
矩阵构建单元，用于根据配置后的决策节点的基于所述目标决策模型的位置，构建位置矩阵，同时，根据所述运行前端参数构建参数矩阵；
引用单元，用于基于所述位置矩阵以及参数矩阵进行第一配对处理，并根据配对处理结果，获取每个第一参数的参数权重；
确定单元，用于确定当前所述反馈模块执行的工作类型；
当为常规工作类型时，根据所述参数权重提取所有第一参数中的有效参数，预测对应的第一脱除效果，若对应的第一脱除效果与污染脱除效果一致，基于所述有效参数以及污染脱除效果，获取对应的主要调控因子和最佳运行指标；
当为第一工作类型时，根据所述参数权重提取所有第一参数中的有效参数与运行差异信息，预测对应的第二脱除效果，若对应的第二脱除效果与污染脱除效果一致，基于所述有效参数、运行差异信息、污染脱除效果，获取对应的主要调控因子和最佳运行指标；
当为第二工作类型时，根据所述参数权重提取所有第一参数中的有效参数与当前异常权值-差异数据映射关系，预测对应的第三脱除效果，若对应的第三脱除效果与污染脱除效果一致，基于基于所述有效参数、当前异常权值-差异数据映射关系、污染脱除效果，获取对应的主要调控因子和最佳运行指标。
在一种可能实现的方式中，所述反馈模块，还包括：
概率判断单元，用于获取所述主要调控因子，同时，获取次要调控因子，判断每个次要调控因子对所有主要调控因子的影响概率；
若所述影响概率大于预设概率，将对应的次要调控因子作为辅助调控因子；
预处理单元，用于基于所述主要调控因子和最优选择指标反馈至预先训练好的神经网络模型进行预处理之前，将所述辅助调控因子同步反馈至所述预设训练好的神经网络模型，并进行同步处理。
在一种可能实现的方式中，所述控制模块，包括：
预测单元，用于根据预处理结果预测所述第一参数的调节信息；
控制单元，用于按照所述调节信息对对应的第一参数进行调控，实现对所述活性污泥一体化装置的智能控制。
在一种可能实现的方式中，还包括：
第一检测模块，用于根据预处理结果对所述活性污泥一体化装置的对应条件下的运行前端参数进行调控之后，对所述高盐高氮污水进行检测，得到第一含盐量以及第一含氮量；
第二检测模块，用于检测所述活性污泥一体化装置当前的污泥活性；
差值确定模块，用于按照所述第一参数的调节信息以及污泥活性，获取对应的预测含盐量以及预测含氮量，将所述第一含盐量与预测含盐量进行比较，获得第一差值，并将所述预测含氮量与第一含氮量进行比较，获得第二差值；
若两者差值都在预设差值范围内，判定所述活性污泥一体化装置合格，并按照预处理结果实现相应的参数调控；
否则，提取不在预设范围内的差值对应的第三参数，并基于所述第三参数对应的调整方案，对所述活性污泥一体化装置进行修复调整。
在一种可能实现的方式中，还包括：
第一确定模块，用于与所述第三参数相关的调节信息对所述活性污泥一体化装置进行调控的工作日志；
第二确定模块，用于确定所述工作日志的第一序列，并与标准调控的标准日志的第二序列进行比较，对第一序列中的不一致序列进行标定；
位置获取模块，用于根据标定结果，获取连续序列以及非连续序列在第一序列中的第一位置，以及在第二序列中的第二位置；
描述获取模块，用于分析第二位置上的每个连续序列的第一序列描述，同时，按照预设序列截取规则，自动截取对应连续序列的相邻序列，获取整个序列的第二序列描述；
序列判断模块，用于当所述第一序列描述与第二序列描述一致时，则将对应的第二序列保留；
否则，基于所述相邻序列对对应的连续序列进行扩充，获得扩充序列，并将所述扩充序列与对应的第二序列进行序列对保留；
对所述第二序列中的所有单独序列进行第一分析，对所述第一序列中的所有单独序列进行第二分析，确定第一分析结果与第二分析结果之间的相似度；
若相似度小于预设度，确定所述第一位置中连续位置点的集中区域，基于就近原则，确定所述集中区域周围的第一单独序列区域，同时，还根据第一单独序列区域的区域权重，以及该区域中对应的单独序列的位置权值，筛选对应的第二单独序列；
按照所述第一单独序列区域的区域位置以及第二单独序列的序列位置，匹配对应的预设纠错序列算法，并对对应序列进行纠错处理，获取剩余仍未纠正不一致的序列；
根据保留结果以及剩余未纠正结果，从预设调整方案数据库中，匹配调整方案，并对所述活性污泥一体化装置进行修复调整。
在一种可能实现的方式中，
所述最佳运行指标与污水标志性污染物、活性污泥一体化装置的运行条件有关；
其中，所述污水标志性污染物与污水中的盐度、氮素浓度以及化学需氧量有关；
所述运行条件与运行温度、运行PH、运行HRT有关。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
（发明人：吴克华; 周飞; 吴刚; 王云龙; 陈尚朝）