公布日：2024.01.12
申請日：2023.12.08
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/40(2023.01)N;C02F1/50(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)及方法，涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，其技術(shù)方案要點是包括管路子系統(tǒng)和處理子系統(tǒng)，管路子系統(tǒng)包括入液管路、分離管路、導(dǎo)出管路和藥劑配給管路，入液管路與分離管路之間設(shè)置有分離器，藥劑配給管路連接有配藥泵和反應(yīng)池，配藥泵用于配置凈化藥液至反應(yīng)池凈化處理，導(dǎo)出管路與反應(yīng)池連接，處理子系統(tǒng)包括污水識別模塊、分離控制模塊、凈化模塊和排放模塊，污水識別模塊用于識別污水并形成污水類型，分離控制模塊根據(jù)污水類型控制分離器切換分離管路，凈化模塊用于對污水凈化處理，排放模塊用于對凈化后的污水排放控制。具有對污水進行分類并針對不同類型的污水進行充分處理的效果。
權(quán)利要求書
1.一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，其特征在于：包括管路子系統(tǒng)和處理子系統(tǒng)；所述管路子系統(tǒng)包括入液管路、分離管路、導(dǎo)出管路和藥劑配給管路，所述入液管路與分離管路之間設(shè)置有分離器，所述分離管路遠離與分離器連接的一端連接有反應(yīng)池，所述入液管路用于導(dǎo)入生活污水，所述藥劑配給管路連接有用于配置凈化藥液的配藥泵，所述導(dǎo)出管路與反應(yīng)池連接，并將經(jīng)過反應(yīng)池凈化處理后的處理水導(dǎo)出；所述處理子系統(tǒng)包括污水識別模塊、分離控制模塊、凈化模塊和排放模塊；所述污水識別模塊內(nèi)配置有識別策略，所述識別策略包括對污水中的污染物進行識別并生成污水類型，基于污水類型生成分離信號；所述分離控制模塊內(nèi)配置有分離策略，所述分離策略包括獲取分離信號并控制分離器調(diào)節(jié)與入液管路導(dǎo)通的分離管路，以將表征受不同污染物污染的污水類型導(dǎo)入至對應(yīng)的反應(yīng)池中；所述凈化模塊內(nèi)配置有凈化策略，所述凈化策略包括根據(jù)污水類型配置對應(yīng)的凈化藥液并通過藥劑配給管路泵入至反應(yīng)池中對污水進行凈化處理；所述排放模塊內(nèi)配置有排放策略和排放閾值，所述排放閾值表征處理水的水質(zhì)達到凈化后可利用的標(biāo)準(zhǔn)值，基于排放策略對經(jīng)過凈化后的處理水進行檢測生成檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)所述檢測數(shù)據(jù)判斷是否達到排放閾值并控制凈化后的處理水進行排放利用；所述污水識別模塊還包括視覺相機，所述入液管路上設(shè)置有檢測口，所述視覺相機設(shè)置于檢測口內(nèi)，并用于對流經(jīng)入液管路內(nèi)的污水進行識別，所述入液管路和分離器之間還形成有緩流段，所述入液管路的入口處設(shè)置有背壓閥，當(dāng)進入污水時，所述背壓閥受污水的壓力打開時生成檢測信號，所述污水識別模塊接收到檢測信號時控制視覺相機識別入液管路中的污水并形成檢測圖像；所述識別策略具體包括：獲取檢測圖像并利用視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對檢測圖像訓(xùn)練分析以獲得不同污染物的污水類型，所述污水類型包括微生物污染、油污污染和雜質(zhì)污染，所述微生物污染表征污水中的污染物主要為糞便中的污穢以及微生物的污染，所述油污污染表征污水中的污染物主要為廚余油漬造成的污染，所述雜質(zhì)污染表征污水中主要為污垢雜質(zhì)或泡沫類的污染，所述分離信號包括污穢子信號、皂化子信號和凈化子信號，以使根據(jù)識別到的污水類型匹配對應(yīng)的分離信號并對對應(yīng)污水類型匹配的分離信號賦予分離標(biāo)記。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，其特征在于：所述分離策略控制分離器調(diào)節(jié)分離管路包括：識別分離信號中的分離標(biāo)記，根據(jù)分離標(biāo)記控制分離器打開與污水類型匹配的分離管路，從而將對應(yīng)污水類型的污水導(dǎo)入對應(yīng)的反應(yīng)池中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，其特征在于：所述識別策略還包括：基于檢測信號對檢測圖像識別獲得對應(yīng)的污水類型后，并檢測到污水類型發(fā)生改變時生成切換信號，基于切換信號將新檢測到的污水類型發(fā)送至分離控制模塊；所述分離策略還包括：根據(jù)污水類型配置切換邏輯，切換邏輯內(nèi)配置有補償域時和域時算法，在識別到切換信號時獲取新的污水類型，根據(jù)域時算法生成調(diào)節(jié)域時，基于調(diào)節(jié)域時和補償域時獲得切換域時，并開始計時，切換域時表征用于控制分離器切換分離管路的時間，以使達到切換域時時控制分離器切換調(diào)節(jié)與入液管路聯(lián)通的分離管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，其特征在于：所述域時算法具體為：
；其中：T表征調(diào)節(jié)域時，L表征緩流段的管路長度，S表征緩流段的通流截面，Q表征沿緩流段流動的污水流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，其特征在于：所述分離管路包括污穢管路、油污管路和一般管路，所述反應(yīng)池包括生物反應(yīng)池、皂化反應(yīng)池和凈化反應(yīng)池，所述污水類型包括微生物污染、油污污染和雜質(zhì)污染；所述切換邏輯包括：若切換信號前的污水類型為微生物污染，將通過域時算法計算得到調(diào)節(jié)域時作為基礎(chǔ)時間，將補償域時與計算得到的調(diào)節(jié)域時相加作為用于控制分離器進行切換的切換域時，以控制分離器在達到切換域時時進行切換分離管路；若切換信號前的污水類型為油污污染或雜質(zhì)污染時，將通過域時算法計算得到的調(diào)節(jié)域時作為基礎(chǔ)時間，將計算得到的調(diào)節(jié)域時與補償域時做差處理作為用于控制分離器進行切換的切換域時，以控制分離器在達到切換域時時進行切換分離管路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，其特征在于：所述凈化模塊內(nèi)還配置有凈化水位，所述凈化策略具體包括：在識別到對應(yīng)的反應(yīng)池內(nèi)的污水達到凈化水位時生成凈化信號，識別凈化信號產(chǎn)生的位置，并根據(jù)凈化信號產(chǎn)生的位置生成凈化信息，基于凈化信息控制配藥泵配置凈化藥液，并控制與對應(yīng)反應(yīng)池導(dǎo)通的藥劑配給管路打開，以供凈化藥液泵入至生成凈化信號的反應(yīng)池內(nèi)進行凈化反應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，其特征在于：所述反應(yīng)池還連接有凈化池，所述凈化池用于存儲經(jīng)過反應(yīng)池凈化處理后的處理水，所述凈化池中設(shè)置有排放水位，當(dāng)所述凈化池中的儲水量達到排放水位時生成導(dǎo)出信號，并基于導(dǎo)出管路進行導(dǎo)出；所述導(dǎo)出管路遠離凈化池的一端還連接有保安過濾器，所述導(dǎo)出管路與反應(yīng)池之間還設(shè)置有回流管路，所述回流管路用于對不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的處理水進行回流至對應(yīng)的反應(yīng)池中再次凈化處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，其特征在于：所述導(dǎo)出管路中設(shè)置有抽樣口，所述抽樣口處連接有抽樣管路，所述抽樣管路用于抽取導(dǎo)出管路中的凈化水并進行水質(zhì)檢測，所述排放策略包括：在識別到導(dǎo)出信號時，獲取需要導(dǎo)出的處理水總量，并根據(jù)處理水的總量獲取導(dǎo)出時長，根據(jù)導(dǎo)出時長和抽樣口的數(shù)量進行計算獲得抽樣域時，抽樣域時表征控制抽樣口對處理水進行抽樣的時間，根據(jù)抽樣域時對流經(jīng)抽樣口的處理水進行抽樣檢測；配置標(biāo)準(zhǔn)比例，獲取符合排放閾值的樣本數(shù)量占總抽樣量的比例，若比例大于或等于標(biāo)準(zhǔn)比例時，控制所有處理水進行排放；若比例小于標(biāo)準(zhǔn)比例時生成回流信號，控制所有處理水經(jīng)過回流管道回流至對應(yīng)的反應(yīng)池中再次反應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項所述的一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，其特征在于：所述分離器以及導(dǎo)出管路的兩端還分別設(shè)置有閉水閥，所述分離器和導(dǎo)出管路上還分別連接有消殺管路，所述消殺管路遠離分離器的一端連接有消殺泵，所述消殺泵內(nèi)用于配置對管路子系統(tǒng)進行消殺的消毒液；所述處理子系統(tǒng)還包括消殺模塊，所述消殺模塊內(nèi)配置有監(jiān)測時段和消殺策略，所述監(jiān)測時段表征用于對用水情況進行監(jiān)測的時間值，所述消殺策略包括：識別監(jiān)測時段內(nèi)的用水峰值和用水谷值，獲取在監(jiān)測時段內(nèi)單位天數(shù)中用水谷值的時間并生成消殺時段，根據(jù)消殺時段控制閉水閥關(guān)閉以封閉分離器和導(dǎo)出管路，打開消殺管路并通過消殺泵提供消毒液；還配置有消殺域時，在達到消殺域時時，控制出液管路打開以導(dǎo)出分離器和導(dǎo)出管路中的消毒液。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，其特征在于：所述入液管路和分離器之間還設(shè)置有分離池，所述分離池與入液管路之間通過補償管路聯(lián)通，所述補償管路中設(shè)置有用于打開或關(guān)閉補償管路的導(dǎo)流閥，所述分離池與生物反應(yīng)池之間聯(lián)通，所述分離池內(nèi)還配置有排液閥；當(dāng)進行消毒處理時，若存在污水通過入液管路導(dǎo)入時，打開所述導(dǎo)流閥將污水存儲至分離池中，并在當(dāng)消殺完成時，打開閉水閥的同時關(guān)閉導(dǎo)流閥并打開排液閥，將分離池中的污水導(dǎo)流至生物反應(yīng)池中。
11.一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)的處理方法，應(yīng)用如權(quán)利要求10的污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，其特征在于：對污水進行處理包括以下步驟：S1：識別入液管路中的污水類型；S2：基于污水類型控制分離器調(diào)節(jié)與入液管路連通的分離管路；S3：配藥泵根據(jù)污水類型配置對應(yīng)的凈化藥液并通過藥劑配給管路泵入至反應(yīng)池中；S4：將凈化處理后的處理水通過導(dǎo)出管路導(dǎo)出，并在導(dǎo)出時對處理水進行抽樣檢測，將符合排放標(biāo)準(zhǔn)的處理水通過保安過濾器排出，對不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的處理水控制回流至反應(yīng)池。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)及方法，對污水進行分類并針對不同類型的污水進行充分處理，以提高處理效率和效果。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
一種污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，包括管路子系統(tǒng)和處理子系統(tǒng)；
所述管路子系統(tǒng)包括入液管路、分離管路、導(dǎo)出管路和藥劑配給管路，所述入液管路與分離管路之間設(shè)置有分離器，所述分離管路遠離與分離器連接的一端連接有反應(yīng)池，所述入液管路用于導(dǎo)入生活污水，所述藥劑配給管路連接有用于配置凈化藥液的配藥泵，所述導(dǎo)出管路與反應(yīng)池連接，并將經(jīng)過反應(yīng)池凈化處理后的處理水導(dǎo)出；
所述處理子系統(tǒng)包括污水識別模塊、分離控制模塊、凈化模塊和排放模塊；
所述污水識別模塊內(nèi)配置有識別策略，所述識別策略包括對污水中的污染物進行識別并生成污水類型，基于污水類型生成分離信號；
所述分離控制模塊內(nèi)配置有分離策略，所述分離策略包括獲取分離信號并控制分離器調(diào)節(jié)與入液管路導(dǎo)通的分離管路，以將表征受不同污染物污染的污水類型導(dǎo)入至對應(yīng)的反應(yīng)池中；
所述凈化模塊內(nèi)配置有凈化策略，所述凈化策略包括根據(jù)污水類型配置對應(yīng)的凈化藥液并通過藥劑配給管路泵入至反應(yīng)池中對污水進行凈化處理；
所述排放模塊內(nèi)配置有排放策略和排放閾值，所述排放閾值表征處理水的水質(zhì)達到凈化后可利用的標(biāo)準(zhǔn)值，基于排放策略對經(jīng)過凈化后的處理水進行檢測生成檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)所述檢測數(shù)據(jù)判斷是否達到排放閾值并控制凈化后的處理水進行排放利用。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述污水識別模塊還包括視覺相機，所述入液管路上設(shè)置有檢測口，所述視覺相機設(shè)置于檢測口內(nèi)，并用于對流經(jīng)入液管路內(nèi)的污水進行識別，所述入液管路和分離器之間還形成有緩流段，所述入液管路的入口處設(shè)置有背壓閥，當(dāng)進入污水時，所述背壓閥受污水的壓力打開時生成檢測信號，所述污水識別模塊接收到檢測信號時控制視覺相機識別入液管路中的污水并形成檢測圖像；
所述識別策略具體包括：
獲取檢測圖像并利用視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對檢測圖像訓(xùn)練分析以獲得不同污染物的污水類型，所述污水類型包括微生物污染、油污污染和雜質(zhì)污染，所述微生物污染表征污水中的污染物主要為糞便中的污穢以及微生物的污染，所述油污污染表征污水中的污染物主要為廚余油漬造成的污染，所述雜質(zhì)污染表征污水中主要為污垢雜質(zhì)或泡沫類的污染，所述分離信號包括污穢子信號、皂化子信號和凈化子信號，以使根據(jù)識別到的污水類型匹配對應(yīng)的分離信號并對對應(yīng)污水類型匹配的分離信號賦予分離標(biāo)記。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述分離策略控制分離器調(diào)節(jié)分離管路包括：
識別分離信號中的分離標(biāo)記，根據(jù)分離標(biāo)記控制分離器打開與污水類型匹配的分離管路，從而將對應(yīng)污水類型的污水導(dǎo)入對應(yīng)的反應(yīng)池中。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述識別策略還包括：
基于檢測信號對檢測圖像識別獲得對應(yīng)的污水類型后，并檢測到污水類型發(fā)生改變時生成切換信號，基于切換信號將新檢測到的污水類型發(fā)送至分離控制模塊；
所述分離策略還包括：
根據(jù)污水類型配置切換邏輯，切換邏輯內(nèi)配置有補償域時和域時算法，在識別到切換信號時獲取新的污水類型，根據(jù)域時算法生成調(diào)節(jié)域時，基于調(diào)節(jié)域時和補償域時獲得切換域時，并開始計時，切換域時表征用于控制分離器切換分離管路的時間，以使達到切換域時時控制分離器切換調(diào)節(jié)與入液管路聯(lián)通的分離管路。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述域時算法具體為：
其中：T表征調(diào)節(jié)域時，L表征緩流段的管路長度，S表征緩流段的通流截面，Q表征沿緩流段流動的污水流量。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述分離管路包括污穢管路、油污管路和一般管路，所述反應(yīng)池包括生物反應(yīng)池、皂化反應(yīng)池和凈化反應(yīng)池，所述污水類型包括微生物污染、油污污染和雜質(zhì)污染；
所述切換邏輯包括：
若切換信號前的污水類型為微生物污染，將通過域時算法計算得到調(diào)節(jié)域時作為基礎(chǔ)時間，將補償域時與計算得到的調(diào)節(jié)域時相加作為用于控制分離器進行切換的切換域時，以控制分離器在達到切換域時時進行切換分離管路；
若切換信號前的污水類型為油污污染或雜質(zhì)污染時，將通過域時算法計算得到的調(diào)節(jié)域時作為基礎(chǔ)時間，將計算得到的調(diào)節(jié)域時與補償域時做差處理作為用于控制分離器進行切換的切換域時，以控制分離器在達到切換域時時進行切換分離管路。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述凈化模塊內(nèi)還配置有凈化水位，所述凈化策略具體包括：
在識別到對應(yīng)的反應(yīng)池內(nèi)的污水達到凈化水位時生成凈化信號，識別凈化信號產(chǎn)生的位置，并根據(jù)凈化信號產(chǎn)生的位置生成凈化信息，基于凈化信息控制配藥泵配置凈化藥液，并控制與對應(yīng)反應(yīng)池導(dǎo)通的藥劑配給管路打開，以供凈化藥液泵入至生成凈化信號的反應(yīng)池內(nèi)進行凈化反應(yīng)。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述反應(yīng)池還連接有凈化池，所述凈化池用于存儲經(jīng)過反應(yīng)池凈化處理后的處理水，所述凈化池中設(shè)置有排放水位，當(dāng)所述凈化池中的儲水量達到排放水位時生成導(dǎo)出信號，并基于導(dǎo)出管路進行導(dǎo)出；
所述導(dǎo)出管路遠離凈化池的一端還連接有保安過濾器，所述導(dǎo)出管路與反應(yīng)池之間還設(shè)置有回流管路，所述回流管路用于對不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的處理水進行回流至對應(yīng)的反應(yīng)池中再次凈化處理。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述導(dǎo)出管路中設(shè)置有抽樣口，所述抽樣口處連接有抽樣管路，所述抽樣管路用于抽取導(dǎo)出管路中的凈化水并進行水質(zhì)檢測，所述排放策略包括：
在識別到導(dǎo)出信號時，獲取需要導(dǎo)出的處理水總量，并根據(jù)處理水的總量獲取導(dǎo)出時長，根據(jù)導(dǎo)出時長和抽樣口的數(shù)量進行計算獲得抽樣域時，抽樣域時表征控制抽樣口對處理水進行抽樣的時間，根據(jù)抽樣域時對流經(jīng)抽樣口的處理水進行抽樣檢測；
配置標(biāo)準(zhǔn)比例，獲取符合排放閾值的樣本數(shù)量占總抽樣量的比例，若比例大于或等于標(biāo)準(zhǔn)比例時，控制所有處理水進行排放；
若比例小于標(biāo)準(zhǔn)比例時生成回流信號，控制所有處理水經(jīng)過回流管道回流至對應(yīng)的反應(yīng)池中再次反應(yīng)。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述分離器以及導(dǎo)出管路的兩端還分別設(shè)置有閉水閥，所述分離器和導(dǎo)出管路上還分別連接有消殺管路，所述消殺管路遠離分離器的一端連接有消殺泵，所述消殺泵內(nèi)用于配置對管路子系統(tǒng)進行消殺的消毒液；
所述處理子系統(tǒng)還包括消殺模塊，所述消殺模塊內(nèi)配置有監(jiān)測時段和消殺策略，所述監(jiān)測時段表征用于對用水情況進行監(jiān)測的時間值，所述消殺策略包括：
識別監(jiān)測時段內(nèi)的用水峰值和用水谷值，獲取在監(jiān)測時段內(nèi)單位天數(shù)中用水谷值的時間并生成消殺時段，根據(jù)消殺時段控制閉水閥關(guān)閉以封閉分離器和導(dǎo)出管路，打開消殺管路并通過消殺泵提供消毒液；
還配置有消殺域時，在達到消殺域時時，控制出液管路打開以導(dǎo)出分離器和導(dǎo)出管路中的消毒液。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述入液管路和分離器之間還設(shè)置有分離池，所述分離池與入液管路之間通過補償管路聯(lián)通，所述補償管路中設(shè)置有用于打開或關(guān)閉補償管路的導(dǎo)流閥，所述分離池與生物反應(yīng)池之間聯(lián)通，所述分離池內(nèi)還配置有排液閥；
當(dāng)進行消毒處理時，若存在污水通過入液管路導(dǎo)入時，打開所述導(dǎo)流閥將污水存儲至分離池中，并在當(dāng)消殺完成時，打開閉水閥的同時關(guān)閉導(dǎo)流閥并打開排液閥，將分離池中的污水導(dǎo)流至生物反應(yīng)池中。
本發(fā)明還提供了如下技術(shù)方案：應(yīng)用上述污水循環(huán)處理控制系統(tǒng)，對污水進行處理包括以下步驟：
S1：識別入液管路中的污水類型；
S2：基于污水類型控制分離器調(diào)節(jié)與入液管路連通的分離管路；
S3：配藥泵根據(jù)污水類型配置對應(yīng)的凈化藥液并通過藥劑配給管路泵入至反應(yīng)池中；
S4：將凈化處理后的處理水通過導(dǎo)出管路導(dǎo)出，并在導(dǎo)出時對處理水進行抽樣檢測，將符合排放標(biāo)準(zhǔn)的處理水通過保安過濾器排出，對不符合排放標(biāo)準(zhǔn)的處理水控制回流至反應(yīng)池。
本發(fā)明的有益效果：
1、通過設(shè)置管路子系統(tǒng)，使得在對污水進行處理時，根據(jù)不同的污水類型調(diào)節(jié)分離器，實現(xiàn)入液管路與不同的分離管路連通，由于不同的分離管路連接有用于對不同污水類型的污水進行處理的反應(yīng)池，并且根據(jù)污水類型配藥泵配置對應(yīng)不同污水進行反應(yīng)的凈化藥液，達到在分離器的作用下對不同污水進行定向?qū)敕磻?yīng)池凈化處理，在凈化處理完成后通過導(dǎo)出管路導(dǎo)出處理水；
2、通過處理子系統(tǒng)中的污水識別模塊利用視覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別入液管路中的污染物類型并生成污水類型，根據(jù)污水類型生成用于控制分離器控制與入液管路導(dǎo)通的分離信號，從而能夠準(zhǔn)確地控制污水進入到對應(yīng)的反應(yīng)池中進行反應(yīng)，避免了不同類型的污水相互交叉污染，利用針對性的處理方式，提高了對污水進行凈化處理的效率，并且在凈化模塊的作用下對污水進行充分凈化處理，以及在凈化完成后通過排放模塊控制處理水進行排放；
3、在排放時進行抽樣檢測，從而控制經(jīng)過保安過濾器排放的處理水達到再利用的標(biāo)準(zhǔn)，提高對水資源的利用率，并且在保安過濾器的作用下達到反滲漏的效果。
（發(fā)明人：盤愛享;尹航;房桂干;鄧擁軍;田慶文）
