公布日：2024.03.15
申请日：2023.12.18
分类号：C02F3/12(2023.01)I;G06Q10/0639(2023.01)I;G06Q50/06(2024.01)I
摘要
本发明提供了基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺及其监测方法，包括：水量控制模块用于基于单次污水处理量化指标对活性好氧池中的污水进流水量进行控制，向活性好氧池中投放目标量的好氧颗粒污泥；数据采集模块用于基于投放结果对活性好氧池进行供氧及机械干预，并实时采集污水的处理观测指标的指标变化值；污水处理模块用于基于各处理观测指标的影响因子对处理观测指标的指标变化值进行综合分析，确定污水水质变化幅值，并当污水水质变化幅值不满足处理标准时，对好氧颗粒污泥对污水的处理工艺进行动态优化。在提供充足的氧气含量的同时降低了能耗，保障好氧颗粒污泥与污水的充分接触，从而提高污水的处理效率，保障了对污水的处理效果。
权利要求书
1.一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，其特征在于，包括：水量控制模块，用于基于单次污水处理量化指标对活性好氧池中的污水进流水量进行控制，并基于控制结果向活性好氧池中投放目标量的好氧颗粒污泥；数据采集模块，用于基于投放结果对活性好氧池进行供氧及机械干预，并基于目标传感器实时采集污水的处理观测指标的指标变化值；污水处理模块，用于基于各处理观测指标的影响因子对处理观测指标的指标变化值进行综合分析，确定污水水质变化幅值，并当污水水质变化幅值不满足处理标准时，对好氧颗粒污泥对污水的处理工艺进行动态优化；其中，水量控制模块，包括：量化指标确定单元，用于：获取活性好氧池的尺寸参数，并将尺寸参数作为第一量化指标参数；获取监测终端对污水处理过程的监测属性，并基于监测属性确定监测终端对污水的最大有效监测量，且将最大有效监测量作为第二量化指标参数；确定第一量化指标参数和第二量化指标参数的关联属性，并基于关联属性对第一量化指标参数和第二量化指标参数进行参数适配，得到单次污水处理量化指标；控制单元，用于确定预设阀门处的单位时间污水流量，并基于单次污水处理量化指标和单位时间污水流量对活性好氧池中的污水进流水量进行控制；采样单元，用于对活性好氧池内的污水进行采样，得到污水样本，并对已知干扰因素进行限定，且基于限定结果根据预设单次投放量对污水样本进行多频次的好氧颗粒污泥的投放；测试单元，用于在每一投放后的预设时间段后采集污水样本的样本参数，并将样本参数进行可视化处理，得到样本参数变化曲线，且确定样本参数变化曲线趋于稳定后的好氧颗粒污泥的投放次数；比例确定单元，用于：基于投放次数以及预设单次投放量确定好氧颗粒污泥的目标投放量；确定当前污水样本的样本量以及浓度参数，并将好氧颗粒污泥的目标投放量与污水样本的样本量以及浓度参数进行关联得到基础投放比例关系；对污水样本的样本量以及浓度参数进行多次差异调整，并基于基础投放比例关系对多次差异调整后的好氧颗粒污泥的目标投放量进行分析，得到多组好氧颗粒污泥的目标投放量与不同污水样本的样本量以及浓度参数的目标投放比例，且对得到的多组目标投放比例进行记录保存；投放点确定单元，用于：提取好氧颗粒污泥的基本属性，并基于基本属性确定好氧颗粒污泥在每一单点的有效降解范围；提取污水在活性好氧池中的区域分布特征，并基于每一单点的有效降解范围根据区域分布特征对污水进行区域覆盖，且基于区域覆盖结果得到单点集合；投放控制单元，用于基于单点集合中单点的数量对目标量的好氧颗粒污泥进行均分，得到每一单点对应的单点投放量，并控制预设投放设备向每一单点投放相应单点投放量的好氧颗粒污泥。2.根据权利要求1所述的一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，其特征在于，数据采集模块，包括：污水分析单元，用于基于活性好氧池中污水的含量以及污水浓度确定污水中的有机物负荷，并基于好氧颗粒污泥的运行属性确定对有机物负荷降解所需的氧含量基线；污水处理单元，用于：基于投放结果控制机械干预装置对好氧颗粒污泥和污水进行机械干预，并基于机械干预结果实时监测活性好氧池中的氧气含量值；当氧气含量值低于氧含量基线时，基于有机物负荷以及溶解氧确定对活性好氧池内的单位时间供氧量，并采用第一供氧方式和第二供氧方式基于单位时间供氧量同步向活性好氧池进行供氧；基于供氧结果监测活性好氧池内的氧气含量稳定后的氧气含量回升值，并在氧气含量回升后氧气含量值仍低于氧含量基线时，对单位时间供氧量进行修正；基于修正结果将活性好氧池内的氧气含量稳定在氧含量基线之上的目标阈值处，并基于稳定结果构建反馈调节机制，且基于反馈调节机制对活性好氧池进行稳定供氧；数据采集单元，用于基于污水处理业务确定对污水处理时的处理观测指标，并控制目标传感器基于处理观测指标采集稳定供氧后污水中不同时刻下的处理观测指标值，且基于相邻时刻的处理观测指标值得到处理观测指标的指标变化值。
3.根据权利要求1所述的一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，其特征在于，数据采集模块，包括：数据获取单元，用于获取采集到的起始观测时刻的处理观测指标的指标变化值，并对处理观测指标进行分类后构建类别存储文件；数据存储单元，用于：将类别存储文件存储至目标文件库，并对每一类别存储文件配置文件查询引擎；基于文件查询引擎将起始观测时刻之后每一时刻产生的处理指标的指标变化值基于指标类别异步存储至相应类别存储文件。
4.根据权利要求1所述的一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，其特征在于，污水处理模块，包括：指标获取单元，用于：获取各处理观测指标在不同时刻对应的序列指标变化值，并基于相邻时刻序列指标变化值的差值确定各处理观测指标取值的浮动幅值；基于浮动幅值确定各处理观测指标的稳定参数，并基于稳定参数确定异常处理观测指标，基于各处理观测指标的序列指标变化值的均值对异常处理观测指标的取值进行修正；基于修正结果提取各处理观测指标的评估对象，并基于评估对象确定各处理观测指标之间的相关性，且基于相关性将相关处理观测指标进行压缩得到相互无关的综合指标以及综合指标对应的综合指标变化值；指标分析单元，用于基于污水处理业务确定各处理观测指标的影响因子，并基于预设算法根据影响因子、综合指标对应的综合指标变化值以及其他处理观测指标的指标变化值确定每一时刻好氧颗粒污泥对活性好氧池内污水的水质处理评分参数；水质处理效果分析单元，用于基于每一时刻的好氧颗粒污泥对活性好氧池内污水的水质处理评分参数的差异参数确定污水水质变化幅值。
5.根据权利要求1所述的一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，其特征在于，污水处理模块，包括：比较单元，用于将得到的每一时刻的污水水质变化幅值实时与处理标准进行匹配，并基于匹配结果确定污水水质变化幅值和处理标准的相对大小关系，且当污水水质变化幅值小于处理标准的限定参数时，判定处理工艺需要优化；优化单元，用于：基于匹配结果确定对处理工艺的优化项目以及基于相对大小关系确定对优化项目的优化程度指标；基于优化项目以及优化项目的优化程度指标对好氧颗粒污泥对污水的处理工艺进行初始优化，并基于初始优化结果使好氧颗粒污泥对污水继续处理；实时监测初始优化后的污水水质变化幅值与处理标准的相对关系，并当不满足处理标准时，进行循环迭代优化，完成对好氧颗粒污泥对污水的处理工艺的动态优化。
6.根据权利要求5所述的一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，其特征在于，优化单元，包括：终止子单元，用于基于动态优化结果实时监测活性好氧池内污水的污水水质变化幅值的浮动阈值，并当浮动阈值稳定后判定基于好氧颗粒污泥对活性好氧池内污水的处理进程满足终止条件；出水控制单元，用于基于判定结果控制出水阀将活性好氧池内的污水进行排出，并在排出量达到单次处理量后关闭出水阀。
7.一种基于好氧颗粒污泥的污水处理监测方法，其特征在于，所述方法用于执行权利要求1-6任一项所述的一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺。
发明内容
本发明提供一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺及其监测方法，用以通过对活性好氧池内污水的进流水量进行控制，并根据控制结果向活性好氧池内投入目标量的好氧颗粒污泥，便于通过目标量的好氧颗粒污泥对污水进行充分有效的处理，其次，向活性好氧池进行供氧及机械干预，在提供充足的氧气含量的同时降低了能耗，保障好氧颗粒污泥与污水的充分接触，从而提高污水的处理效率，最后，实时采集污水的处理观测指标的指标变化值，实现对污水处理过程中进行准确可靠的监测，从而便于在处理工艺不满足处理标准时，及时对处理工艺进行优化，保障了对污水的处理效果。
本发明提供了一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，包括：
水量控制模块，用于基于单次污水处理量化指标对活性好氧池中的污水进流水量进行控制，并基于控制结果向活性好氧池中投放目标量的好氧颗粒污泥；
数据采集模块，用于基于投放结果对活性好氧池进行供氧及机械干预，并基于目标传感器实时采集污水的处理观测指标的指标变化值；
污水处理模块，用于基于各处理观测指标的影响因子对处理观测指标的指标变化值进行综合分析，确定污水水质变化幅值，并当污水水质变化幅值不满足处理标准时，对好氧颗粒污泥对污水的处理工艺进行动态优化。
优选的，一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，水量控制模块，包括：
量化指标确定单元，用于：
获取活性好氧池的尺寸参数，并将尺寸参数作为第一量化指标参数；
获取监测终端对污水处理过程的监测属性，并基于监测属性确定监测终端对污水的最大有效监测量，且将最大有效监测量作为第二量化指标参数；
确定第一量化指标参数和第二量化指标参数的关联属性，并基于关联属性对第一量化指标参数和第二量化指标参数进行参数适配，得到单次污水处理量化指标；
控制单元，用于确定预设阀门处的单位时间污水流量，并基于单次污水处理量化指标和单位时间污水流量对活性好氧池中的污水进流水量进行控制。
优选的，一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，水量控制模块，包括：
采样单元，用于对活性好氧池内的污水进行采样，得到污水样本，并对已知干扰因素进行限定，且基于限定结果根据预设单次投放量对污水样本进行多频次的好氧颗粒污泥的投放；
测试单元，用于在每一投放后的预设时间段后采集污水样本的样本参数，并将样本参数进行可视化处理，得到样本参数变化曲线，且确定样本参数变化曲线趋于稳定后的好氧颗粒污泥的投放次数；
比例确定单元，用于：
基于投放次数以及预设单次投放量确定好氧颗粒污泥的目标投放量；
确定当前污水样本的样本量以及浓度参数，并将好氧颗粒污泥的目标投放量与污水样本的样本量以及浓度参数进行关联得到基础投放比例关系；
对污水样本的样本量以及浓度参数进行多次差异调整，并基于基础投放比例关系对多次差异调整后的好氧颗粒污泥的目标投放量进行分析，得到多组好氧颗粒污泥的目标投放量与不同污水样本的样本量以及浓度参数的目标投放比例，且对得到的多组目标投放比例进行记录保存。
优选的，一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，水量控制模块，包括：
投放点确定单元，用于：
提取好氧颗粒污泥的基本属性，并基于基本属性确定好氧颗粒污泥在每一单点的有效降解范围；
提取污水在活性好氧池中的区域分布特征，并基于每一单点的有效降解范围根据区域分布特征对污水进行区域覆盖，且基于区域覆盖结果得到单点集合；
投放控制单元，用于基于单点集合中单点的数量对目标量的好氧颗粒污泥进行均分，得到每一单点对应的单点投放量，并控制预设投放设备向每一单点投放相应单点投放量的好氧颗粒污泥。
优选的，一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，数据采集模块，包括：
污水分析单元，用于基于活性好氧池中污水的含量以及污水浓度确定污水中的有机物负荷，并基于好氧颗粒污泥的运行属性确定对有机物负荷降解所需的氧含量基线；
污水处理单元，用于：
基于投放结果控制机械干预装置对好氧颗粒污泥和污水进行机械干预，并基于机械干预结果实时监测活性好氧池中的氧气含量值；
当氧气含量值低于氧含量基线时，基于有机物负荷以及溶解氧确定对活性好氧池内的单位时间供氧量，并采用第一供氧方式和第二供氧方式基于单位时间供氧量同步向活性好氧池进行供氧；
基于供氧结果监测活性好氧池内的氧气含量稳定后的氧气含量回升值，并在氧气含量回升后氧气含量值仍低于氧含量基线时，对单位时间供氧量进行修正；
基于修正结果将活性好氧池内的氧气含量稳定在氧含量基线之上的目标阈值处，并基于稳定结果构建反馈调节机制，且基于反馈调节机制对活性好氧池进行稳定供氧；
数据采集单元，用于基于污水处理业务确定对污水处理时的处理观测指标，并控制目标传感器基于处理观测指标采集稳定供氧后污水中不同时刻下的处理观测指标值，且基于相邻时刻的处理观测指标值得到处理观测指标的指标变化值。
优选的，一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，数据采集模块，包括：
数据获取单元，用于获取采集到的起始观测时刻的处理观测指标的指标变化值，并对处理观测指标进行分类后构建类别存储文件；
数据存储单元，用于：
将类别存储文件存储至目标文件库，并对每一类别存储文件配置文件查询引擎；
基于文件查询引擎将起始观测时刻之后每一时刻产生的处理指标的指标变化值基于指标类别异步存储至相应类别存储文件。
优选的，一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，污水处理模块，包括：
指标获取单元，用于：
获取各处理观测指标在不同时刻对应的序列指标变化值，并基于相邻时刻序列指标变化值的差值确定各处理观测指标取值的浮动幅值；
基于浮动幅值确定各处理观测指标的稳定参数，并基于稳定参数确定异常处理观测指标，基于各处理观测指标的序列指标变化值的均值对异常处理观测指标的取值进行修正；
基于修正结果提取各处理观测指标的评估对象，并基于评估对象确定各处理观测指标之间的相关性，且基于相关性将相关处理观测指标进行压缩得到相互无关的综合指标以及综合指标对应的综合指标变化值；
指标分析单元，用于基于污水处理业务确定各处理观测指标的影响因子，并基于预设算法根据影响因子、综合指标对应的综合指标变化值以及其他处理观测指标的指标变化值确定每一时刻好氧颗粒污泥对活性好氧池内污水的水质处理评分参数；
水质处理效果分析单元，用于基于每一时刻的好氧颗粒污泥对活性好氧池内污水的水质处理评分参数的差异参数确定污水水质变化幅值。
优选的，一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，污水处理模块，包括：
比较单元，用于将得到的每一时刻的污水水质变化幅值实时与处理标准进行匹配，并基于匹配结果确定污水水质变化幅值和处理标准的相对大小关系，且当污水水质变化幅值小于处理标准的限定参数时，判定处理工艺需要优化；
优化单元，用于：
基于匹配结果确定对处理工艺的优化项目以及基于相对大小关系确定对优化项目的优化程度指标；
基于优化项目以及优化项目的优化程度指标对好氧颗粒污泥对污水的处理工艺进行初始优化，并基于初始次优化结果根据好氧颗粒污泥对污水继续处理；
实时监测初始优化后的污水水质变化幅值与处理标准的相对关系，并当不满足处理标准时，进行循环迭代优化，完成对好氧颗粒污泥对污水的处理工艺的动态优化。
优选的，一种基于好氧颗粒污泥的污水处理工艺，优化单元，包括：
终止子单元，用于基于动态优化结果实时监测活性好氧池内污水的污水水质变化幅值的浮动阈值，并当浮动阈值稳定后判定基于好氧颗粒污泥对活性好氧池内污水的处理进程满足终止条件；
出水控制单元，用于基于判定结果控制出水阀将活性好氧池内的污水进行排出，并在排出量达到单次处理量后关闭出水阀。
本发明提供了一种基于好氧颗粒污泥的污水处理监测方法，包括：
步骤1：基于单次污水处理量化指标对活性好氧池中的污水进流水量进行控制，并基于控制结果向活性好氧池中投放目标量的好氧颗粒污泥；
步骤2：基于投放结果对活性好氧池进行供氧及机械干预，并基于目标传感器实时采集污水的处理观测指标的指标变化值；
步骤3：基于各处理观测指标的影响因子对处理观测指标的指标变化值进行综合分析，确定污水水质变化幅值，并当污水水质变化幅值不满足处理标准时，对好氧颗粒污泥对污水的处理工艺进行动态优化。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.通过对活性好氧池内污水的进流水量进行控制，并根据控制结果向活性好氧池内投入目标量的好氧颗粒污泥，便于通过目标量的好氧颗粒污泥对污水进行充分有效的处理，其次，向活性好氧池进行供氧及机械干预，在提供充足的氧气含量的同时降低了能耗，保障好氧颗粒污泥与污水的充分接触，从而提高污水的处理效率，最后，实时采集污水的处理观测指标的指标变化值，实现对污水处理过程中进行准确可靠的监测，从而便于在处理工艺不满足处理标准时，及时对处理工艺进行优化，保障了对污水的处理效果。
2.通过对各处理观测指标在不同时刻对应的序列指标变化值进行分析，实现对各处理观测指标中的异常处理观测指标进行锁定和修正，其次，通过确定各处理观测指标的评估对象，实现对各处理观测指标中存在相关性的处理观测指标进行确定，并对存在相关性的处理观测指标进行压缩，得到一个代表指标，最后，通过预设算法对影响因子、综合指标对应的综合指标变化值以及其他处理观测指标的指标变化值进行运算，实现对每一时刻好氧颗粒污泥对活性好氧池内污水的水质处理评分参数进行准确有效的确定，从而实现根据水质处理评分参数对污水水质变化幅值进行获取，实现对好氧颗粒污泥对污水在不同时刻的处理效果进行准确有效的评估，便于在处理工艺异常或不满足处理要求时，及时对处理工艺进行调整，保障了对污水的处理效果。
（发明人：来楷迪;刘宇轩;李云;卢莎莎;陈亚）