水处理智能加药方法、水处理智能加药装置与流程

1.本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种水处理智能加药方法、水处理智能加药装置。


背景技术：

2.传统废水处理加药模式，取原废水进行杯瓶实验，透过实验找出符合排放标准的最佳加药量，由得出的数据进行实厂的加药处理。透过人员手动调整加药机膜片行程控制加药量，固定时间取沉淀池出水的水质进行检测，确保水质达标。此模式为确保水质达标，杯瓶实验中取得的加药量会选择较过量的参数添加，加药机在调整膜片行程上亦无法精准掌握加药量，因此会有过量加药的情形发生。


技术实现要素：

3.鉴于以上内容，有必要提出一种水处理智能加药方法、水处理智能加药装置，用于优化废水处理效率，降低运维成本，提高废水处理的自动化、智能化水平。
4.本发明第一方面提供一种水处理智能加药方法，包括：检测废水的初始水质数据；将所检测获得的初始水质数据输入预设的加药模型获得加药数据；及根据所述加药数据控制加药设备对所述废水加药。
5.优选地，该方法包括：获取预设数量的历史水处理数据，每笔历史水处理数据包括初始水质数据、与该初始水质数据对应的加药数据及出水水质数据；及基于所述预设数量的历史水处理数据进行学习，得到所述加药模型，其中，所述加药模型包括初始水质数据与加药数据的映射关系。
6.优选地，所述废水的初始水质数据包括：初始铜浓度、初始ph值；所述加药数据包括：硫化钠的浓度和硫酸亚铁的浓度。
7.优选地，所述加药模型为：
8.c1＝5.00 0.626*incoming ph 0.9769*incoming cu 0.12161*incoming cu*in coming cu-0.2315*incoming ph*incoming cu-0.002320*incoming cu*incoming c u*incoming cu；
9.c2＝181.5-9.94incoming ph-18.642incoming cu 0.8601incoming cu*incomi ng cu 1.489incoming ph*incoming cu-0.01506incoming cu*incoming cu*inco ming cu；
10.其中，c1代表硫化钠的浓度；c2代表硫酸亚铁的浓度；incoming ph代表废水的初始ph值；incoming cu代表废水的初始铜浓度。
11.优选地，所述根据所述加药数据控制加药设备对所述废水加药包括：根据废水的实时流量与所述加药数据确定加药量；及控制所述加药设备根据所计算获得加药量对废水加药。
12.优选地，该方法还包括:根据设定的控制模式对所述加药设备的工作频率进行控
制，其中，所述加药设备的工作频率正比于所计算获得的加药量。
13.优选地，所述控制模式包括智能模式、半自动模式、手动模式；其中，不同的控制模式所对应的工作频率的确定方式不同，该确定方式是指确定所述加药设备的工作频率的方式。
14.优选地，该方法还包括:对用于检测所述水质数据的水质在线测量仪的工作状态进行检测；及当所述水质在线测量仪的工作状态为异常状态时，控制警示设备发出警示。
15.优选地，该方法还包括:当所述水质在线测量仪的工作状态为异常状态，且当前的控制模式为所述智能模式时，将所述控制模式从所述智能模式切换到所述半自动模式或者手动模式。
16.所述水处理智能加药装置包括处理器和存储器，所述存储器用于存储至少一个指令，所述处理器用于执行所述至少一个指令实现所述水处理智能加药方法。
17.相较于现有技术，本发明提供的水处理智能加药方法、水处理智能加药装置可以化废水处理效率，降低运维成本，提高废水处理的自动化、智能化水平。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
19.图1是本发明较佳实施例提供的水处理智能加药方法的流程图
20.图2举例说明水处理智能加药系统的应用。
21.图3是本发明较佳实施例提供的水处理智能加药系统的功能模块图。
22.图4是本发明较佳实施例提供的水处理智能加药装置的结构图。
23.主要元件符号说明
[0024][0025][0026]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
[0027]
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
[0030]
图1是本发明较佳实施例提供的水处理智能加药方法的流程图。
[0031]
在本实施例中，所述水处理智能加药方法可以应用于水处理智能加药装置中，对于需要进行水处理智能加药的水处理智能加药装置，可以直接在水处理智能加药装置上集成本发明的方法所提供的用于水处理智能加药的功能，或者以软件开发工具包(software development kit，sdk)的形式运行在水处理智能加药装置上。
[0032]
如图1所示，所述水处理智能加药方法具体包括以下步骤，根据不同的需求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。
[0033]
步骤s1、检测废水的初始水质数据。
[0034]
所述初始水质数据是指废水在经加药处理前的水质数据。
[0035]
具体地，可以利用水质在线测量仪来检测废水的初始水质数据。
[0036]
以所述废水的初始水质数据包括废水的初始铜浓度(即废水在经加药处理前的铜浓度)、初始ph值(即废水在经加药处理前的ph值)为例，所述水质在线测量仪包括用于检测铜浓度的铜在线分析仪，以及用于检测ph值的ph计。
[0037]
在一个实施例中，所述水质在线测量仪还可以包括对废水的实时流量进行检测的瞬时流量计。
[0038]
步骤s2、将所检测获得的初始水质数据输入预设的加药模型获得加药数据。
[0039]
本实施例中，所述加药数据包括硫化钠的浓度和硫酸亚铁的浓度。
[0040]
在一个实施例中，所述加药模型可以预先存储在水处理智能加药装置中，或者存储在与该水处理智能加药装置通讯连接的云存储器中。由此，在检测获得所述初始水质数据时，调用所述加药模型即可根据所检测获得初始水质数据获得所述加药数据。
[0041]
在一个实施例中，获取所述加药模型的步骤包括：
[0042]
(a1)获取预设数量(例如2000笔)的历史水处理数据，每笔历史水处理数据包括初始水质数据、与该初始水质数据对应的加药数据及出水水质数据。
[0043]
所述出水水质数据是指经过加药处理后的废水的水质数据。该出水水质数据包括铜浓度。
[0044]
具体地，所述每笔历史水处理数据可以是废水处理现场实际记录的数据。该每笔历史水处理数据所对应的出水水质数据是符合排水水质标准的例如符合铜排放浓度2ppm的标准。
[0045]
(a2)基于所述预设数量的历史水处理数据进行学习，得到所述加药模型，其中，所述加药模型包括初始水质数据与加药数据的映射关系。
[0046]
在一个实施例中，可以利用基因演算法找出在出水水质数据符合水质标准的情况下，所花最小加药成本的最佳组合(即找出硫化钠和硫酸亚铁的最佳组合)。
[0047]
在一个实施例中，所述加药模型为：
[0048]
c1＝5.00 0.626*incoming ph 0.9769*incoming cu 0.12161*incoming cu*incoming cu-0.2315*incoming ph*incoming cu-0.002320*incoming cu*incoming cu*incoming cu；
[0049]
c2＝181.5-9.94incoming ph-18.642incoming cu 0.8601incoming cu*incoming cu 1.489incoming ph*incoming cu-0.01506incoming cu*incoming cu*incoming cu；
[0050]
其中，c1代表na2s的浓度；c2代表feso4的浓度；incoming ph代表废水的初始ph值(即还没有经过加药处理的废水的ph值)；incoming cu代表废水的初始铜浓度(即还没有经过加药处理的废水的铜浓度)。
[0051]
步骤s3、根据所述加药数据控制加药设备对所述废水加药。
[0052]
本实施例中，所述加药设备用于将硫化钠和硫酸亚铁添加到废水中。
[0053]
在一个实施例中，所述加药设备包括用于添加硫化钠的第一加药机以及用于添加硫酸亚铁的第二加药机。
[0054]
在一个实施例中，所述根据所述加药数据控制加药设备对所述废水加药包括：根据废水的所述实时流量与所述加药数据确定加药量；以及控制所述加药设备根据所计算获得加药量对废水加药。
[0055]
本实施例中，所述加药量等于所述实时流量与所述加药数据的乘积。
[0056]
具体地，硫化钠的加药量等于所述实时流量与所述硫化钠的浓度的乘积。硫酸亚铁的加药量等于所述实时流量与所述硫酸亚铁的浓度的乘积。由此可以控制所述第一加药机根据所计算获得硫化钠的加药量对废水加硫化钠；以及控制所述第二加药机根据所计算获得硫酸亚铁的加药量对废水加硫酸亚铁。
[0057]
在一个实施例中，所述第一加药机和第二加药机均为变频加药机。
[0058]
在一个实施例中，还可以根据设定的控制模式对所述加药设备的工作频率进行控制。
[0059]
在一个实施例中，所述控制模式包括智能模式、半自动模式、手动模式。其中，不同的控制模式所对应的工作频率的确定方式不同，该确定方式是指确定所述加药设备的工作频率的方式。
[0060]
具体地，所述智能模式是指基于所计算获得加药量确定所述加药设备的工作频率，并控制所述加药设备根据该确定的工作频率对废水加药。在一个实施例中，所述加药设备的工作频率正比于所计算获得的加药量。
[0061]
所述半自动模式是指根据用户所输入的所述加药数据确定所述加药设备的工作频率，并控制所述加药设备根据该确定的工作频率对废水加药。在一个实施例中，所述加药设备的工作频率正比于所输入的所述加药数据。
[0062]
所述手动模式是指根据用户所输入的工作频率，控制所述加药设备根据用户所输入的工作频率对废水加药。
[0063]
在一个实施例中，所述半自动模式是指根据用户所输入的加药数据确定所述加药设备的加药频率，并根据所确定的加药频率控制该加药设备加药。
[0064]
在一个实施例中，可以设定所述智能模式为默认的控制模式。
[0065]
在一个实施例中，可以响应用户的输入对所述控制模式进行设定。
[0066]
具体地，所述响应用户的输入对所述控制模式进行设定包括：
[0067]
生成一个控制界面，在该控制界面提供所述各种控制模式即所述智能模式、半自动模式、手动模式供用户选择；根据从所述控制界面所接收的用户的输入信号确定用户所选择的控制模式；及将用户所选择的控制模式设定对所述加药设备的工作频率进行控制的控制模式。
[0068]
在一个实施例中，还可以对所述水质在线测量仪的工作状态进行检测。当所述水
质在线测量仪的工作状态为异常状态时，控制警示设备(例如蜂鸣器)发出警示。
[0069]
在一个实施例中，当所述水质在线测量仪的测定值不属于对应的测定值范围时，确定所述水质在线测量仪的工作状态为异常状态；当所述水质在线测量仪的测定值属于对应的测定值范围时，确定所述水质在线测量仪的工作状态为正常状态。
[0070]
举例而言，假设ph计的测定值范围为0-14，当前ph计的测定值为-2，那么可判定该ph计的工作状态为异常状态。又如，假设当前ph计的测定值为6，那么可判定该ph计的工作状态为正常状态。
[0071]
在一个实施例中，当所述水质在线测量仪的工作状态为异常状态，且当前的控制模式为智能模式时，将所述控制模式从所述智能模式切换到所述半自动模式或者手动模式。
[0072]
在一个实施例中，当确定所述水质在线测量仪的工作状态从异常状态恢复到正常状态时，将所述控制模式从所述半自动模式或者手动模式切换到所述智能模式。
[0073]
为清楚说明本发明，以图2所示的废水处理为例说明。参阅图2所示，调节槽1中的废水为待加药处理的废水。铜在线分析仪11和ph计12分别对调节槽1中的废水的铜浓度、ph值进行检测，由此可以获得废水的初始水质数据。调节槽1通过输水管道10与快混槽2连接，由此调节槽1中的废水可以通过输水管道10输入到快混槽2中，进入快混槽2中的废水依次进入快混槽3、ph调整槽4、ph调整槽5、胶羽槽6。瞬时流量计13安装在输水管道10内，由此可以利用瞬时流量计13获得废水的实时流量。当利用所述铜在线分析仪11和ph计12检测获得了废水的初始水质数据后，即可将所检测获得的初始水质数据输入到所述加药模型获得加药数据如硫化钠的浓度和硫酸亚铁的浓度。接着即可控制对应快混槽2的第一加药机14对快混槽2中的废水加入硫化钠；以及控制对应快混槽3的第二加药机15对快混槽3中的废水加入硫酸亚铁。
[0074]
上述图1详细介绍了本发明的水处理智能加药方法，下面结合图3和图4，对实现所述水处理智能加药方法的软件系统的功能模块以及实现所述水处理智能加药方法的硬件装置架构进行介绍。
[0075]
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
[0076]
参阅图3所示，是本发明较佳实施例提供的水处理智能加药系统的模块图。
[0077]
在一些实施例中，所述水处理智能加药系统30运行于水处理智能加药装置100中。所述水处理智能加药系统30可以包括多个由程序代码段所组成的功能模块。所述水处理智能加药系统30中的各个程序段的程序代码可以存储于水处理智能加药装置100的存储器31中，并由至少一个处理器32所执行，以实现水处理智能加药功能(详见图2描述)。
[0078]
本实施例中，所述水处理智能加药系统30根据其所执行的功能，可以被划分为多个功能模块。所述功能模块可以包括：检测模块301、执行模块302。本发明所称的模块是指一种能够被至少一个处理器所执行并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在存储器中。在本实施例中，关于各模块的功能将在后续的实施例中详述。
[0079]
具体地，检测模块301可以用于检测废水的初始水质数据。执行模块302可以将所检测获得的初始水质数据输入预设的加药模型获得加药数据；及根据所述加药数据控制加药设备对所述废水加药。
[0080]
本实施例中，执行模块302获取所述加药模型的步骤包括(a1)-(a2)：
[0081]
(a1)获取预设数量(例如2000笔)的历史水处理数据，每笔历史水处理数据包括初始水质数据、与该初始水质数据对应的加药数据及出水水质数据。
[0082]
所述出水水质数据是指经过加药处理后的废水的水质数据。该出水水质数据包括铜浓度。
[0083]
具体地，所述每笔历史水处理数据可以是废水处理现场实际记录的数据。该每笔历史水处理数据所对应的出水水质数据是符合排水水质标准的例如符合铜排放浓度2ppm的标准。
[0084]
(a2)基于所述预设数量的历史水处理数据进行学习，得到所述加药模型，其中，所述加药模型包括初始水质数据与加药数据的映射关系。
[0085]
在一个实施例中，执行模块302可以利用基因演算法找出在出水水质数据符合水质标准的情况下，所花最小加药成本的最佳组合(即找出硫化钠和硫酸亚铁的最佳组合)。
[0086]
在一个实施例中，所述加药模型为：
[0087]
c1＝5.00 0.626*incoming ph 0.9769*incoming cu 0.12161*incoming cu*incoming cu-0.2315*incoming ph*incoming cu-0.002320*incoming cu*incoming cu*incoming cu；
[0088]
c2＝181.5-9.94incoming ph-18.642incoming cu 0.8601incoming cu*incoming cu 1.489incoming ph*incoming cu-0.01506incoming cu*incoming cu*incoming cu；
[0089]
其中，c1代表na2s的浓度；c2代表feso4的浓度；incoming ph代表废水的初始ph值(即还没有经过加药处理的废水的ph值)；incoming cu代表废水的初始铜浓度(即还没有经过加药处理的废水的铜浓度)。
[0090]
参阅图4所示，为本发明较佳实施例提供的水处理智能加药装置的结构示意图。在本发明较佳实施例中，所述水处理智能加药装置100包括存储器31、至少一个处理器32、水质在线测量仪33、加药设备34、警示设备35。本领域技术人员应该了解，图4示出的水处理智能加药装置的结构并不构成本发明实施例的限定，既可以是总线型结构，也可以是星形结构，所述水处理智能加药装置100还可以包括比图示更多或更少的其他硬件或者软件，或者不同的部件布置。例如，所述水处理智能加药装置100还可以包括显示屏。
[0091]
在一些实施例中，所述水处理智能加药装置100包括一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的终端，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路、可编程门阵列、数字处理器及嵌入式设备等。
[0092]
需要说明的是，所述水处理智能加药装置100仅为举例，其他现有的或今后可能出现的电子产品如可适应于本发明，也应包含在本发明的保护范围以内，并以引用方式包含于此。
[0093]
在一些实施例中，所述存储器31用于存储程序代码和各种数据，例如安装在所述水处理智能加药装置100中的水处理智能加药系统30，并在水处理智能加药装置100的运行过程中实现高速、自动地完成程序或数据的存取。所述存储器31包括只读存储器(read-only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-time programmable read-only memory，otprom)、电子擦除式可复写只读存
储器(electrically-erasable programmable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者任何其他能够用于携带或存储数据的计算机可读的存储介质。
[0094]
在一些实施例中，所述至少一个处理器32可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(central processing unit，cpu)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述至少一个处理器32是所述水处理智能加药装置100的控制核心(control unit)，利用各种接口和线路连接整个水处理智能加药装置100的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器31内的程序或者模块，以及调用存储在所述存储器31内的数据，以执行水处理智能加药装置100的各种功能和处理数据，例如执行水处理智能加药的功能。
[0095]
尽管未示出，所述水处理智能加药装置100还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器32逻辑相连，从而通过电源管理装置实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述水处理智能加药装置100还可以包括多种传感器、蓝牙模块、wi-fi模块等，在此不再赘述。
[0096]
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
[0097]
上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台水处理智能加药装置(可以是服务器、个人电脑等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分。
[0098]
在进一步的实施例中，结合图3，所述至少一个处理器32可执行所述水处理智能加药装置100的操作装置以及安装的各类应用程序(如所述的水处理智能加药系统30)、程序代码等，例如，上述的各个模块。
[0099]
所述存储器31中存储有程序代码，且所述至少一个处理器32可调用所述存储器31中存储的程序代码以执行相关的功能。例如，图3中所述的各个模块是存储在所述存储器31中的程序代码，并由所述至少一个处理器32所执行，从而实现所述各个模块的功能以达到水处理智能加药的目的。
[0100]
在本发明的一个实施例中，所述存储器31存储一个或多个指令(即至少一个指令)，所述至少一个指令被所述至少一个处理器32所执行以实现图1所示的水处理智能加药的目的。
[0101]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
[0102]
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
[0103]
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
[0104]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
[0105]
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。