一种基于多传感器数据的污水处理监测系统

本申请涉及污水处理，具体为一种基于多传感器数据的污水处理监测系统。

背景技术：

1、污水处理是将生活、工业产生的污水，通过物理、化学及生物方法去除污染物，使其水质达标后再排放或回用，保护水体与环境。

2、为了确保污水处理池投药的均匀性，现有技术中通过在污水池四周铺设多个投加药剂的管道，从污水池的多个方向投加药剂，然而在投放药剂时，由于污水池中各个区域的污染物并不均匀，从而会导致有的区域效率较快，而有的区域较慢，现有技术中在监测污水处理过程时大多数都是通过在污水池中设置多个传感器监测污水处理过程中的监测参数，但是这种方式只能监测固定区域的监测参数，无法满足污水中不同区域的监测。

3、为此本发明提出一种基于多传感器数据的污水处理监测系统来解决现有技术中的不足。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种基于多传感器数据的污水处理监测系统，用以解决上述背景技术中的不足。

2、本申请的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种基于多传感器数据的污水处理监测系统，包括以下模块：

4、区域划分模块，预设不同的区域划分方式，对污水处理池进行不同的区域划分；

5、数据采集模块，在污水池中依次部署药剂浓度传感器、水质传感器、多个升降式水质监测仪，并设定各传感器的采集频率与采集方式；

6、实时分析模块，根据各所述传感器采集的传感器数据，结合对应的区域划分方式，对污水处理效果进行实时分析；

7、预警通知模块，根据实时分析的结果，生成对应的预警通知报告。

8、优选的，所述区域划分模块的工作内容包括：

9、区域划分方式包括平面区域划分与垂直区域划分；

10、所述平面区域划分的划分过程为：获取污水处理池尺寸参数，将污水处理池划分为多个不同面积的平面子区域，并对划分的多个所述平面子区域进行标号；

11、所述垂直区域划分的划分过程为：将污水处理池中药剂注入点及周边区域划分为药剂投加区，将药剂与污水混合反应区域划分为混合反应区，将污水处理池底部划分为沉淀区。

12、优选的，所述数据采集模块的工作内容包括：

13、按照所述垂直区域划分，将药剂浓度传感器与水质传感器分别部署在污水处理池内各个药剂投加区与混合反应区内；

14、按照所述平面区域划分，向每个所述平面子区域均投放升降式水质监测仪，并且按照垂直区域划分，设定每个升降式水质监测仪的升降行程；

15、设定药剂浓度传感器、水质传感器的采集频率；

16、设定升降式水质监测仪的固定升降停靠点位与快速升降采集规则。

17、优选的，所述快速升降采集规则包括：

18、当药剂投加量发生调整时，对应所述平面子区域的升降式监测仪自动触发快速升降采集，采集频率与升降形成增加；

19、当与升降式水质监测仪同区域的水质传感器采集到的数据异常时，对应的升降式水质监测仪升降至异常点位所在深度，并停留预设时间，执行多次数据采集，对水质传感器采集到的异常数据进行验证。

20、优选的，所述实时分析模块的工作包括：

21、对获取所有传感器数据进行预处理，并筛选异常传感器数据，对异常传感器数据进行剔除，保留有效传感器数据；

22、为所有有效传感器数据添加区域标签，标注有效传感器数据对应的所述平面子区域标号，标注有效传感器数据对应的所述垂直区域；

23、根据保留的有效传感器数据分别获取药剂混合均匀度指数与水质净化达标指数；

24、分别预设药剂混合均匀度指数与水质净化达标指数的指数阈值；

25、将获取的药剂混合均匀度指数与水质净化达标指数与各自的指数阈值进行比对；

26、根据比对结果与保留的有效传感器数据进行实时分析。

27、优选的，所述混合均匀度指数获取方法为：

28、根据药剂投加时间进行时间分段，划分投加初期、稳定扩散期、动态调整期，获取药剂标准投加浓度，并预设时间权重系数、动态衰减系数、区域权重系数；

29、获取各时间阶段的所述药剂投加区浓度数据，结合药剂标准浓度，计算各时间点的相对偏差，通过梯形积分法，计算浓度偏差积分项数值；

30、根据所有时间阶段、所有所述平面子区域与所述混合反应区的浓度数据，计算获取整体平面变异系数，根据所有时间阶段、所有所述垂直区域的浓度数据，计算整体垂直变异系数；

31、根据平面变异系数与整体垂直变异系数获取平面、垂直修正值；

32、针对每个时间阶段，获取所有所述平面子区域与所述混合反应区的药剂浓度数据，计算所有所述平面子区域与所述混合反应区的药剂浓度数据的标准差和平均值，根据所有所述平面子区域与所述混合反应区的药剂浓度数据的标准差和平均值获取平面变异系数；

33、针对每个时间阶段，获取所有所述垂直区域的药剂浓度数据，计算所有所述垂直区域的药剂浓度数据的标准差和平均值，根据所有所述垂直区域的药剂浓度数据的标准差和平均值获取的垂直变异系数；

34、综合浓度偏差积分项数值、平面变异系数、垂直变异系数获取混合均匀度指数。

35、优选的，所述水质净化达标指数获取方法为：

36、将混合反应区各指标实测值与工艺达标范围逐一比对，统计达标指标的数量，并计算获取混合反应区水质达标率；

37、分别计算混合反应区、沉淀区的浊度均值；

38、根据混合反应区、沉淀区的浊度均值计算获取沉淀区浊度净化效率，若沉淀区浊度低于混合区，效率为正值，反之则效率下降；

39、根据获取的混合反应区水质达标率与沉淀区浊度净化效率获取水质净化达标指数。

40、优选的，所述预警通知模块用于根据获取混合均匀度指数、水质净化达标指数及区域异常定位结果，分级判定异常等级并自动生成包含异常位置、类型、数据与处置建议的预警报告。

41、本申请的有益效果：

42、本申请通过不同区域划分方式与多传感器协同采集、分层监测相结合，获取药剂混合均匀度指数、水质净化达标指数计算与阈值比对分析，实现了对污水处理池中药剂投加、混合反应、沉淀全过程的实时监测、实时评估与智能预警，达到了异常区域精确定位、净化效果客观量化、数据缺失智能补全、预警信息及时可靠的技术效果。

43、当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

1.一种基于多传感器数据的污水处理监测系统，其特征在于，包括以下模块：

2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器数据的污水处理监测系统，其特征在于，所述区域划分模块的工作内容包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于多传感器数据的污水处理监测系统，其特征在于，所述数据采集模块的工作内容包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于多传感器数据的污水处理监测系统，其特征在于，所述快速升降采集规则包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于多传感器数据的污水处理监测系统，其特征在于，所述实时分析模块的工作包括：

6.根据权利要求5所述的一种基于多传感器数据的污水处理监测系统，其特征在于，所述混合均匀度指数获取方法为：

7.根据权利要求6所述的一种基于多传感器数据的污水处理监测系统，其特征在于，所述水质净化达标指数获取方法为：

8.根据权利要求1所述的一种基于多传感器数据的污水处理监测系统，其特征在于，所述预警通知模块用于根据获取混合均匀度指数、水质净化达标指数及区域异常定位结果，分级判定异常等级并自动生成包含异常位置、类型、数据与处置建议的预警报告。