一种用于含重金属特殊医疗废水的投料控制与反馈方法与流程

本发明涉及医疗废水处理，尤其涉及一种用于含重金属特殊医疗废水的投料控制与反馈方法。

背景技术：

1、含重金属特殊医疗废水主要来源于检验、病理、口腔诊疗及影像处理等特定科室，不同科室产生的废水在排放时间、水质特征及重金属浓度方面存在较大差异，通常表现出间歇性排放和短时污染负荷突升的特点，在常规的处理工艺中，为了确保重金属去除效果，需要依靠水质监测参数来控制加药系统投加相应的处理药剂。

2、现有的投药控制方式通常直接依据瞬时的进水重金属浓度或ph值来被动调节药剂用量，当面临不同排污口交替排放或短时高浓度冲击时，仅凭当前的单一检测值难以预判后续废水的整体污染规模与持续时间，导致加药响应往往滞后于实际的污染负荷变化，无法在污染初期进行合理的预投药，也难以对整个污染水团的药剂用量进行科学分配。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本发明提供了一种用于含重金属特殊医疗废水的投料控制与反馈方法，旨在改善现有的投药控制方式通常直接依据瞬时的进水重金属浓度或ph值来被动调节药剂用量的问题。

2、本发明提供了如下技术方案，一种用于含重金属特殊医疗废水的投料控制与反馈方法，包括以下步骤：

3、s1、连续获取进水流量、ph值、电导率、氧化还原电位、重金属浓度及采集时刻，按时序形成进水状态参数序列；

4、s2、根据所述进水状态参数序列计算相邻采集时刻的水质参数变化量，将各水质参数变化量分别与对应预设边界阈值比较，确定污染水团边界，提取已持续时间、累计进水量及水质参数变化量，得到污染水团特征参数；

5、s3、将所述污染水团特征参数与废水来源特征模板匹配，确定废水来源类别及来源置信度，获取对应反应特征模板、参考排放参数及污染负荷预测系数，预测剩余污染负荷，得到来源识别预测结果；

6、s4、依据所述来源识别预测结果确定目标药剂用量和投药控制参数，生成预投药、跟踪投药及补偿投药的分阶段投药控制序列；

7、s5、执行所述分阶段投药控制序列，获取投药后的ph值、氧化还原电位及重金属浓度，与所述反应特征模板比较，根据参数偏差修正来源置信度和剩余污染负荷，调整后续投药量，得到修正投药控制序列；

8、s6、执行所述修正投药控制序列，检测处理末端重金属残余浓度，根据所述重金属残余浓度与预设控制值的偏差生成反馈修正量，更新对应废水来源类别的污染负荷预测系数及投药控制参数。

9、优选的，s1中，所述形成进水状态参数序列具体包括：

10、按照预设采样周期采集进水流量、ph值、电导率、氧化还原电位及重金属浓度，并记录对应采集时刻；

11、按照所述采集时刻对各采样值进行时间对齐，形成进水状态参数组；

12、将超出预设有效量程的采样值标记为无效采样值，并根据相邻未标记采样值进行修正；

13、按照采集时刻排列修正后的进水状态参数组，形成所述进水状态参数序列。

14、优选的，s2中，所述得到污染水团特征参数具体包括：

15、计算相邻采集时刻的ph值、电导率、氧化还原电位及重金属浓度变化量，分别将各变化量与相同物理量对应的预设边界阈值比较，得到边界判定结果；

16、根据连续采集时刻的边界判定结果确定污染水团起始边界，在确定起始边界后随当前采集时刻更新污染水团范围，直至确定结束边界；

17、提取起始边界至当前采集时刻的进水状态参数，根据采集时间差确定已持续时间，并对进水流量按采集时刻积分得到累计进水量；

18、统计所述污染水团范围内的水质参数变化量，将已持续时间、累计进水量及水质参数变化量组合得到污染水团特征参数。

19、优选的，s3中，所述得到来源识别预测结果具体包括：

20、计算所述污染水团特征参数与各废水来源特征模板的匹配程度并排序，将排序首位对应的废水来源确定为废水来源类别，根据对应匹配程度确定来源置信度；

21、根据所述废水来源类别获取反应特征模板、参考持续时间及污染负荷预测系数；

22、根据所述参考持续时间与已持续时间确定预计剩余持续时间，根据累计进水量和已持续时间确定平均流量，并根据预计剩余持续时间与平均流量确定预计剩余排放量；

23、根据当前采集时刻及前两个采集时刻的重金属浓度，采用无量纲权重进行加权，且各无量纲权重之和为1，确定预计重金属浓度，将预计剩余排放量、预计重金属浓度及污染负荷预测系数的乘积确定为剩余污染负荷，并形成来源识别预测结果。

24、优选的，s4中，所述生成分阶段投药控制序列具体包括：

25、根据所述进水状态参数序列中各相邻采集时刻的进水流量、重金属浓度及时间间隔确定分段污染负荷并累计，得到已进入污染负荷，将已进入污染负荷与剩余污染负荷合并得到预计总污染负荷，并根据预计总污染负荷及投药控制参数确定目标药剂用量；

26、所述投药控制参数包括预投比例和跟踪投药比例，根据目标药剂用量及预投比例确定预投药量，生成预投药控制指令；

27、根据更新后的进水状态参数序列修正预计总污染负荷及目标药剂用量，根据修正后的目标药剂用量、预投药量及跟踪投药比例确定跟踪投药量，生成跟踪投药控制指令；

28、当修正后的目标药剂用量大于预投药量与跟踪投药量之和时，根据差值确定补偿投药量，否则将补偿投药量置零，生成补偿投药控制指令，并按执行时序形成分阶段投药控制序列。

29、优选的，s5中，所述得到修正投药控制序列具体包括：

30、所述反应特征模板包括ph值、氧化还原电位及重金属浓度的参考值和允许偏差，将投药后的对应参数与参考值比较，得到参数偏差；

31、分别将各参数偏差除以对应参数的允许偏差，得到各反应参数的无量纲偏差比值，根据所述无量纲偏差比值确定反应匹配程度，并根据所述反应匹配程度修正当前废水来源类别的来源置信度；

32、根据重金属浓度的参数偏差修正剩余污染负荷，并根据修正后的来源置信度确定后续投药控制参数；

33、统计所述分阶段投药控制序列中已执行的投药量，根据修正后的剩余污染负荷、后续投药控制参数及已执行的投药量确定后续投药量，替换未执行的投药量，得到修正投药控制序列。

34、优选的，所述修正当前废水来源类别的来源置信度具体包括：

35、分别获取连续多个采集时刻的各无量纲偏差比值的绝对值，并对同一采集时刻的各无量纲偏差比值求和后取平均，得到反应偏离值；

36、当所述反应偏离值超过预设偏离阈值时，将污染水团特征参数与除当前废水来源类别之外的废水来源特征模板重新匹配，确定候选废水来源类别及候选来源置信度；

37、当候选来源置信度高于当前来源置信度且二者差值超过预设切换阈值时，将候选废水来源类别确定为更新后的废水来源类别，将候选来源置信度确定为更新后的来源置信度，并获取对应的反应特征模板及污染负荷预测系数；

38、根据更新后的反应特征模板重新确定参数偏差，根据重新确定的参数偏差及污染负荷预测系数修正剩余污染负荷，根据更新后的来源置信度确定后续投药控制参数，并结合已执行的投药量确定后续投药量。

39、优选的，s6中，所述更新污染负荷预测系数及投药控制参数具体包括：

40、计算重金属残余浓度与预设控制值的差值，并以预设控制值进行归一化，得到无量纲的相对浓度偏差；

41、根据所述相对浓度偏差及预设修正步长确定反馈修正量；

42、所述投药控制参数包括药剂用量系数，当相对浓度偏差为正时，根据反馈修正量增大对应废水来源类别的污染负荷预测系数及药剂用量系数；

43、当相对浓度偏差为负时，根据反馈修正量减小对应废水来源类别的污染负荷预测系数及药剂用量系数，得到更新后的污染负荷预测系数及投药控制参数。

44、本发明具有如下有益效果：

45、1、本发明中，通过连续提取进水水质变化量识别污染水团边界，并结合特征参数与废水来源模板匹配来预测剩余污染负荷，改变了传统仅靠当前瞬时检测值导致加药滞后的状况，能在污染冲击初期提前预判整体污染规模，从而有效提升了针对医疗废水间歇性排放时的前端响应速度与投药分配的合理性。

46、2、本发明中，利用投药后的实际反应状态参数与参考模板进行比对，根据无量纲偏差比值动态修正当前废水的来源置信度及剩余负荷，克服了仅依赖前端初始预测可能带来的识别误差，使得在实际处理过程中能够及时调整后续的跟踪与补偿投药量，减少了因错判实际水质特性而造成的药剂浪费或处理不达标风险。

47、3、本发明中，依据处理末端重金属残余浓度与控制值的相对偏差生成反馈修正量，并利用该参数同步更新对应废水来源类别的预测系数及药剂用量系数，使得系统能够随着长期的运行数据不断自适应调整参数，逐步校正理论计算与现场实际消耗之间的系统性偏差，保障了控制方案在不同科室复杂排污工况下的长期适用性。