高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制方法和系统

1.本发明涉及污水处理技术领域，尤其是一种高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制方法和系统。


背景技术：

2.相关技术中，高速公路服务区在为司乘人员提供便捷服务的同时，还会产生大量厕所废水、餐饮废水和洗车废水。服务区的污水中氨氮含量远高于常规的城市污水且生物毒性大，如果不经妥善处理直接排放，会对周围环境产生不利影响。由于服务区一般远离市区，产生的污水无法就近接入市政污水处理系统。因而，服务区通常会配备有单独的污水处理系统。目前，服务区的污水处理系统的处理规模小而分散，并且，当接收到大量的污水产生时，污水处理系统初期还是以正常的工作参数进行工作。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制方法和系统，能够及时有效地对污水进行处理。
4.一方面，本发明实施例提供了一种高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制方法，包括以下步骤：
5.获取预测模型预测得到的当前服务区的预测污水量和水质；
6.获取污水处理工艺的边界处理条件；
7.获取所述污水处理工艺对应服务区的污水处理系统的实时工作参数；
8.将所述预测污水量和水质、所述边界处理条件和所述实时工作参数输入人工智能模型，得到控制参数；
9.根据所述控制参数对所述污水处理系统内的功能模块进行动态调控；
10.通过所述污水处理系统内的生化处理工艺对动态调控后的污水进行处理。
11.在一些实施例中，所述边界处理条件包括尿液废水调蓄罐容积、综合调节池容积、主体工艺最大承受负荷和尿液预处理工艺最大承受负荷。
12.在一些实施例中，所述实时工作参数包括实时主体工艺工作负荷、实时污水流量、高氨氮废水调蓄罐充满度、调节池充满度和尿液预处理工艺工作负荷。
13.在一些实施例中，所述控制参数包括所述污水处理系统内的第一分流控制器的开关时间、第二分流控制器的开关时间、主流支流的流量控制、调蓄罐流入流出控制参数和尿液预处理池进水量。
14.在一些实施例中，所述根据所述控制参数对所述污水处理系统内的功能模块进行动态调控，包括：
15.根据所述控制参数对所述污水处理系统内的第一分流控制器和第二分流控制器进行动态调控，再对所述污水处理系统内的开关模块和水泵进行动态调控。
16.另一方面，本发明实施例提供了一种高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制系统，包括：
17.第一获取模块，用于获取预测模型预测得到的当前服务区的预测污水量和水质；
18.第二获取模块，用于获取污水处理工艺的边界处理条件；
19.第三获取模块，用于获取所述污水处理工艺对应服务区的污水处理系统的实时工作参数；
20.预测模块，用于将所述预测污水量和水质、所述边界处理条件和所述实时工作参数输入人工智能模型，得到控制参数；
21.调控模块，用于根据所述控制参数对所述污水处理系统内的功能模块进行动态调控；
22.处理模块，用于通过所述污水处理系统内的生化处理工艺对动态调控后的污水进行处理。
23.在一些实施例中，所述边界处理条件包括尿液废水调蓄罐容积、综合调节池容积、主体工艺最大承受负荷和尿液预处理工艺最大承受负荷。
24.在一些实施例中，所述实时工作参数包括实时主体工艺工作负荷、实时污水流量、高氨氮废水调蓄罐充满度、调节池充满度和尿液预处理工艺工作负荷。
25.在一些实施例中，所述控制参数包括所述污水处理系统内的第一分流控制器的开关时间、第二分流控制器的开关时间、主流支流的流量控制、调蓄罐流入流出控制参数和尿液预处理池进水量。
26.另一方面，本发明实施例提供了一种高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制系统，包括：
27.至少一个存储器，用于存储程序；
28.至少一个处理器，用于加载所述程序以执行所述的高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制方法。
29.本发明实施例提供的一种高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制方法，具有如下有益效果：
30.本实施例通过获取预测模型预测得到的当前服务区的预测污水量和水质、污水处理工艺的边界处理条件和服务区内污水处理系统的实时工作参数后，采用人工智能模型确定污水处理系统的控制参数，然后根据控制参数对污水处理系统内的功能模块进行动态调控，以使当前服务区内污水处理系统能够在刚面对到预测污水状态对应的实际情况时，可以对污水进行有效处理，从而减少污水对周围环境的影响。
31.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
32.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
33.图1为本发明实施例的一种高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制方法的流程图；
34.图2为本发明实施例的一种在应用过程中的数据处理流程图；
35.图3为本发明实施例在应用过程中的污水处理系统的模块框图。
具体实施方式
36.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
37.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
39.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
40.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
41.参照图1，本发明实施例提供了一种高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制方法，本实施例可应用于服务器，或者污水处理平台对应的后台处理器。其中，服务器和后台处理器均可以与各个终端设备进行交互，以获取各个终端设备的数据，或者向各个终端设备发送数据。
42.在实施过程中，本实施例包括以下步骤：
43.s11、获取预测模型预测得到的当前服务区的预测污水量和水质。
44.在本实施例中，当前服务区的预测污水状态可以是预设的污水预测模型预先得到的污水数据。其中，预设的污水预测模型可以根据当前服务区的实时数据预测服务区即将可能发生的污水情况。具体地，为了提高数据的时效性，可以是获取当前服务区在预设时间段内的预测污水状态。例如，需要预测的目标时间点为2021年10月1号，则可以获取当前服务区根根据在2021年9月30号晚上的数据预测得到的污水状态。
45.s12、获取污水处理工艺的边界处理条件。
46.在一些实施例中，边界处理条件包括尿液废水调蓄罐容积、综合调节池容积、主体工艺最大承受负荷和尿液预处理工艺最大承受负荷。具体地，边界处理条件可以根据每个污水处理系统内实际的情况进行设置。
47.s13、获取污水处理工艺对应服务区的污水处理系统的实时工作参数。
48.在本实施例中，实时工作参数包括实时主体工艺工作负荷、实时污水流量、高氨氮
废水调蓄罐充满度、调节池充满度和尿液预处理工艺工作负荷。这些实时数据可以根据污水处理系统内预先设定的数据采集部件实时采集得到。例如，通过水量检测传感器实时检测污水处理系统内的实时污水流量。
49.s14、将预测污水量和水质、边界处理条件和实时工作参数输入人工智能模型，得到控制参数。
50.在本实施例中，人工智能模型内预先设置有预测污水量和水质、边界处理条件和实时工作参数的比较逻辑，这个比较逻辑可以根据历史数据不断训练调整得到。在完成调整后，将实时获取的预测污水量和水质、边界处理条件和实时工作参数输入到人工智能模型后，即能快速得到控制参数。具体地，控制参数包括污水处理系统内的分流控制器开关时间、主流支流的流量控制、调蓄罐流入流出控制参数和尿液预处理池进水量。
51.s15、根据所述控制参数对所述污水处理系统内的功能模块进行动态调控。
52.在本实施例中，可以根据所述控制参数对所述污水处理系统内的第一分流控制器和第二分流控制器进行动态调控，再对所述污水处理系统内的开关模块和水泵进行动态调控，从而调节主流支流的流量、调蓄罐流入流出量和尿液预处理池进水量等。
53.s16、通过所述污水处理系统内的生化处理工艺对动态调控后的污水进行处理。
54.在本技术实施例中，化处理工艺可以包括baf“一体化菌巢”的生化处理方式。其中，baf(曝气生物滤池，biological aerated filters)也叫淹没式曝气生物滤池，是在普通生物滤池、高负荷生物滤池、生物滤塔、生物接触氧化法等生物膜法的基础上发展而来，被称为第三代生物滤池。“一体化菌巢”即驯化可实现快速高效脱氨的活性污泥，制备得到改性过的铁碳填料，将活性污泥和铁碳填料混合培养，活性污泥中的脱氮微生物附着在铁碳填料上生长后，得到的具备强大脱氮能力的微生物铁碳填料。在本技术实施例中，污水处理系统中采用的baf“一体化菌巢”工艺运行原理为：在装置中填充多孔生物填料，并在装置中接种强化脱氮的微生物，并给微生物提供能够维持生物活动的营养物质和适宜的生活条件，一起混合培养，微生物在生物填料上生长并开展生物活动。当污水流入污水处理系统的指定位置时，生长在生物填料上的微生物开始利用污水中的污染物质作为自身的营养物质进行生命活动降解污水中的污染物质。这里使用的多孔生物填料的特征为比表面积大，适宜微生物的生长繁殖，可以将生物填料看作是微生物生长的“巢”。同时本实施例引入强化脱氮的微生物，微生物在生物填料上大量生长繁殖。这样生长满脱氮微生物的生物填料就称为“一体化菌巢”。本实施例的污水处理系统采用这样的baf“一体化菌巢”工艺来快速稳定的降解污水中的氮，可以实现良好的效果。根据实际的试验结果，采用此工艺的污水处理系统可以降解尿液废水中50％的氨氮，为后续尿液废水的深度处理创造了良好的条件。由此可知，本实施例采用基于铁基填料的“一体化菌巢”baf处理工艺对污水处理设施内的污水进行强化脱氨处理，使排出的污水能够达到预设标准，从而降低污水对服务区周围环境的影响。
55.在一些实施例中，当将上述实施例应用于实际处理过程时，如图2所示，在实现源头污水分离后，动态调蓄控制模块智能控制图3所示污水处理系统内各个组成部件的工作状态。具体地，将水质水量预测数据和当前调节池的水位水量数据输入人工智能模型，使人工智能模型预测污水处理系统内各个组成部件的工作参数，例如，收、排开关及流量控制的关键参数，并将这些参数发送到智能控制器，使智能控制器动态调整调节池内水泵等开关
的工作状态，从而达到调节水位水量的效果。在污水处理系统进行动态调控处理后的污水，再采用“baf一体化菌巢”对流入的污水进行强化脱氮处理。
56.具体地，在根据控制参数对污水处理系统内的功能模块进行动态调控时，可以根据控制参数调控图3所示的污水处理系统。其中，图3所示污水处理系统可以在源头对服务区污水进行分离，以将污水分为男厕污水和其他污水。然后，第一分流控制器根据控制参数调节进行入尿液调蓄池和进入综合调节池的污水量，第二分流控制器根据控制参数调节进行入尿液预处理强化脱氨池和进入综合调节池的污水量，以使尿液调蓄池、综合调节池和尿液预处理强化脱氨池可以预留一定的存储空间，以应对即将增加的大量污水，降低污水对周围环境的影响。此外，还可以根据控制参数控制尿液预处理强化脱氨池和综合污水强化脱氨池内的生化处理工艺的执行过程。
57.具体地，在一些实施例中，动态调蓄控制模块的数据处理过程包括：将预测得到水质水量的预测数据和当前服务区内污水处理系统的实时工作参数一起输入到人工智能模型内，例如，将水质水量的预测数据和当前调节池的水位水量数据一起输入到人工智能模型内，以通过人工智能模型进行预测后得到智能控制器的收或排开关信号以及流量控制的关键参数，并将收或排开关信号以及流量控制的关键参数输入到智能控制器，使智能控制器控制调节池内的水量。由于调节器内的水量经过调节后，水量会发生变化，因此，本实施例还将调节池内调节后的水量返回到人工智能模型内，从而使预设模型可以根据实时数据进行预测，提高预测结果的准确度。
58.综上可知，本实施例通过获取预测模型预测得到的当前服务区的预测污水量和水质、污水处理工艺的边界处理条件和服务区内污水处理系统的实时工作参数后，采用人工智能模型确定污水处理系统的控制参数，然后根据控制参数对污水处理系统内的功能模块进行动态调控，以使当前服务区内污水处理系统能够在刚面对到预测污水状态对应的实际情况时，可以对污水进行有效处理，从而减少污水对周围环境的影响。
59.本发明实施例提供了一种高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制系统，包括：
60.第一获取模块，用于获取预测模型预测得到的当前服务区的预测污水量和水质。
61.第二获取模块，用于获取污水处理工艺的边界处理条件；边界处理条件包括尿液废水调蓄罐容积、综合调节池容积、主体工艺最大承受负荷和尿液预处理工艺最大承受负荷。
62.第三获取模块，用于获取所述污水处理工艺对应服务区的污水处理系统的实时工作参数；实时工作参数包括实时主体工艺工作负荷、实时污水流量、高氨氮废水调蓄罐充满度、调节池充满度和尿液预处理工艺工作负荷。
63.预测模块，用于将所述预测污水量和水质、所述边界处理条件和所述实时工作参数输入人工智能模型，得到控制参数；控制参数包括所述污水处理系统内的第一分流控制器的开关时间、第二分流控制器的开关时间、主流支流的流量控制、调蓄罐流入流出控制参数和尿液预处理池进水量。
64.调控模块，用于根据所述控制参数对所述污水处理系统内的功能模块进行动态调控；
65.处理模块，用于通过所述污水处理系统内的生化处理工艺对动态调控后的污水进
行处理。
66.本发明方法实施例的内容均适用于本系统实施例，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法达到的有益效果也相同。
67.本发明实施例提供了一种高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制系统，包括：
68.至少一个存储器，用于存储程序；
69.至少一个处理器，用于加载所述程序以执行图1所示的高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制方法。
70.本发明方法实施例的内容均适用于本系统实施例，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法达到的有益效果也相同。
71.本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的高速公路服务区污水处理系统运行工况的控制方法。
72.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，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。