一种板框机污泥过滤效率评估方法与流程

1.本发明涉及电数字数据处理技术领域，具体涉及一种板框机污泥过滤效率评估方法。


背景技术：

2.板框压滤机又称板框机，板框机为最先应用于化工脱水的机械，板框机结果简单，运行过程中施加的压力大，过滤面积大且过滤产品回收率高，因此大多数小型污水处理厂仍选用板框机来进行污水过滤处理。
3.板框机在连续运行过程中，随着使用次数的增加，某些机器内部滤布上残留的固体颗粒会逐渐积累，导致污泥填充不满滤板，容易对机器其他相关部件造成影响降低过滤效率。如果仅根据滤饼含水量和滤板填充量直观评价板框机效率，不考虑相关部件的影响，会使工作人员不能及时发现板框机出现的问题，从而影响整体过滤效率。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种板框机污泥过滤效率评估方法，所采用的技术方案具体如下：
5.本发明提出了一种板框机污泥过滤效率分析方法，所述方法包括：
6.根据预设采样频率获取多个板框机压滤过程中的运行数据；所述运行数据包括：压力序列、滤框密封性序列、滤板填充量序列和滤饼含水量序列；
7.根据所述滤板填充量序列和所述滤饼含水量序列获得第一压滤评价指标；根据所述滤板填充量序列之间的相似性对所述板框机进行分组，获得多个填充组；
8.根据所述第一压滤评价指标和所述压力序列中的最大值获得不同所述填充组内每个所述板框机的第二压滤评价指标；根据所述滤框密封性序列和所述第二压滤评价指标获得第三压滤评价指标；
9.对小于预设指标阈值的所述第三压滤评价指标对应的所述板框机进行维护。
10.进一步地，所述根据预设采样频率获取板框机压滤过程中的运行数据包括：
11.根据所述采样频率采集多个所述板框机的初始运行数据；当存在某个所述板框机的所述初始运行数据中的所述滤板填充量变化时，根据预设数据长度继续采集所有所述板框机的所述初始运行数据，获得所述运行数据。
12.进一步地，所述根据所述滤板填充量序列和所述滤饼含水量序列获得第一压滤评价指标包括：
13.根据第一压滤评价指标公式获得所述第一压滤评价指标，所述第一压力评价指标公式包括：
[0014][0015]
其中，q为所述第一压滤评价指标，max(w)为所述滤饼含水量序列中的最大值，a为
所述滤饼含水量序列中的最大值对应的所述压滤过程的原污泥含水量，range(h)为所述滤板填充量序列的极差。
[0016]
进一步地，所述根据所述滤板填充量序列之间的相似性对所述板框机进行分组包括：
[0017]
以所述滤板填充量序列之间的所述皮尔逊相关系数作为所述相似性对所述板框机进行分组。
[0018]
进一步地，所述根据所述滤板填充量序列之间的相似性对所述板框机进行分组，获得多个填充组包括：
[0019]
以所述皮尔逊相关系数的倒数作为所述板框机之间的样本距离，根据所述样本距离利用k均值聚类算法对所述板框机进行分类，获得多个所述填充组。
[0020]
进一步地，所述根据所述第一压滤评价指标和所述压力序列中的最大值获得不同所述填充组内每个所述板框机的第二压滤评价指标包括：
[0021]
所述填充组包括低填充组、高填充组和满填充组；根据每个所述填充组的第二压滤评价指标公式获得所述第二压滤评价指标；所述第二压滤评价指标公式包括：
[0022]
a1＝q1*ln(max(p1))
[0023]
a2＝q2*max(p2)
[0024]
a3＝q3*max(p3)2[0025]
其中，a1为所述低填充组的所述板框机的所述第二压滤评价指标，a2为所述高填充组的所述板框机的所述第二压滤评价指标，a3为所述满填充组的所述板框机的所述第二压滤评价指标，max(p1)为所述低填充组的所述板框机的所述压力序列的最大值，max(p2)为所述高填充组的所述板框机的所述压力序列的最大值，max(p3)为所述满填充组的所述板框机的所述压力序列的最大值，q1为所述低填充组的所述板框机的所述第一压滤评价指标，q2为所述高填充组的所述板框机的所述第一压滤评价指标，q3为所述满填充组的所述板框机的所述第一压滤评价指标。
[0026]
进一步地，所述根据所述滤框密封性序列和所述第二压滤评价指标获得第三压滤评价指标包括：
[0027]
以所述滤框密封性序列的最小值作为权重与所述第二压滤评价指标相乘，获得所述第三压滤评价指标。
[0028]
本发明具有如下有益效果：
[0029]
本发明实施例根据滤板填充量序列和滤饼含水量序列获得直观的第一过滤效率。考虑到不同板框机因为自身质量或其他因素导致滤板填充效果不同，根据滤饼含水量序列将不同板框机进行分组，获得多个表示不同填充量的填充组。根据不同填充组的填充效果获得每个板框机的第二压滤评价指标。进一步考虑到了填充效果对滤框密封性的影响，结合滤框密封性获得第三压滤指标。以第三压滤指标作为参考可对板框机进行针对性的修理维护，保证厂内整体压滤效率。
附图说明
[0030]
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和优点，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅
仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0031]
图1为本发明一个实施例所提供的一种板框机污泥过滤效率评估方法流程图。
具体实施方式
[0032]
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种板框机污泥过滤效率评估方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0033]
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。
[0034]
下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种板框机污泥过滤效率评估方法的具体方案。
[0035]
请参阅图1，其示出了本发明一个实施例提供的一种板框机污泥过滤效率评估方法流程图，该方法包括：
[0036]
步骤s1：根据预设采样频率获取多个板框机压滤过程中的运行数据；运行数据包括：压力序列、滤框密封性序列、滤板填充量序列和滤饼含水量序列。
[0037]
在一些大型或中型的污水处理厂会设置多个板框压滤机，因为每个板框压滤机的操作人员不同，操作存在偏差且机器本身存在质量上的误差，则会导致板框机在后续使用时不同机器存在不同的运行状态。即可能存在某些机器在长时间使用后扔可以顺利运行，某些机器在长时间使用后会因为压滤室内的污泥积累，导致填充量不足影响压滤效率。为了实现对板框机压滤过程监测，根据预设采样频率获取多个板框机压滤过程中的运行数据，运行数据具体包括：压力序列、滤框密封性序列、滤板填充量序列和滤饼含水量序列。
[0038]
因为板框机在初始运行时不会出现较大的质量问题，即多个板框机之间的初始运行数据都相似，没有参考意义。因此需要对实时获取的初始运行数据进行截取，选用具有参考性的数据作为后续分析数据，具体包括：
[0039]
根据采样频率采集多个板框机的初始运行数据。当存在某个板框机的初始运行数据中的滤板填充量变化时，说明此时因为长时间的使用导致某个或者多个板框机出现质量问题，运行数据出现变化，具有参考性。根据预设数据长度继续采集所有板框机的初始运行数据，获得运行数据。
[0040]
在本发明实施例中，采样频率设置为1天，数据长度设置为30。几种运行数据的具体获取方法包括：
[0041]
(1)压力序列：将压力传感器安装于板框机的液压推动装置中，统计一天内每个压滤过程所需的压力数据，以一天内的平均值作为一个采样频率下的数据，连续采集30天，获得压力序列。
[0042]
(2)滤框密封性序列：利用密封仪检测板框机运行一天后滤框的密封性数据，作为一次采样频率下的数据，连续采集30天，获得压力序列。
[0043]
(3)滤板填充量序列：在每块滤板边缘上安装接触器，并利用计算机实时监测接触
器波形，当污泥将滤板填满时，波形为一条横线；当滤板没被填满时，未接触到接触器的污泥部分波形为斜线或者曲线，因此可根据波形形态获得每次压滤过程的填充量，以一天内的平均值作为一个采样频率下的数据，连续采集30天，获得滤板填充量序列。
[0044]
(4)滤饼含水量序列：统计一天内每次压滤完成后滤饼的含水量，以一天内的平均值作为一个采样频率下的数据，连续采集30天，获得滤板填充量序列。
[0045]
需要说明的是，本发明实施例默认板框机每天的工作量都相同，在其他实施例中如果存在每天工作量不同的情况，需要根据实际情况对采样频率进行调整，例如某天某个板框机没有工作量，运行数据为零，则在该天该板框机不需要进行数据采集。具体调整方法在此不做赘述。
[0046]
步骤s2：根据滤板填充量序列和滤饼含水量序列获得第一压滤评价指标；根据滤板填充量序列之间的相似性对板框机进行分组，获得多个填充组。
[0047]
板框机每天的压滤出的滤饼含水量可以直观反映出压滤效果，滤板填充量的变化程度可以直观反映出板框机的耐用程度。即滤饼含水量越低，滤板填充量的变化程度越低，则压滤效果越好，因此可根据滤板填充量序列和滤饼含水量序列获得第一压滤评价指标包括：
[0048]
根据第一压滤评价指标公式获得第一压滤评价指标，第一压力评价指标公式包括：
[0049][0050]
其中，q为第一压滤评价指标，max(w)为滤饼含水量序列中的最大值，a为滤饼含水量序列中的最大值对应的压滤过程的原污泥含水量，range(h)为所述滤板填充量序列的极差。
[0051]
第一压滤指标公式，以滤板填充量序列的极差反映板框机在连续工作后滤板受到的影响变化程度，将该极差作为分母，利用压滤过程前后污泥的含水量变化作为分子，即含水量变化越大，滤板填充量变化越小则第一压滤评价指标越大。
[0052]
滤板填充量序列内元素的变化情况反映了板框机在连续工作过程中的耐用程度，滤板填充量序列变化越平缓，则说明板框机质量较好或者操作越标准，压滤效果越好；滤板填充量序列变化越急剧，则说明板框机因为自身质量问题或者工作人员操作不标准，导致压滤室内壁存在颗粒附着，滤板填充量不足，难以在压滤过程中将水量充分压出，压滤效果较差。因此可根据滤板填充量序列之间的相似性将多个板框机继续分组，获得多个填充组，在后续处理过程中可对每个填充组进行针对性的分析。获得填充组具体包括：
[0053]
以滤板填充量序列之间的皮尔逊相关系数作为相似性，以皮尔逊相关系数的倒数作为板框机之间的样本距离，根据样本距离利用k均值聚类算法对板框机进行分类，获得多个填充组。
[0054]
皮尔逊相关系数可反映出两个序列之间的线性相关关系。皮尔逊系数越大说明两个序列的变化趋势越相似。因此每个填充组内都为滤板填充量序列相似的板框机。
[0055]
步骤s3：根据第一压滤评价指标和压力序列中的最大值获得不同填充组内每个板框机的第二压滤评价指标；根据滤框密封性序列和第二压滤评价指标获得第三压滤评价指标。
[0056]
优选的，在获得填充组后，可根据填充组内滤板填充量序列的极差或者最小值作为参考依据，将填充组分为低填充组、高填充组和满填充组。低填充组内的板框机因为连续长时间的工作导致的滤板间存在颗粒积累，滤板填充量序列变化急剧，压滤效果受到影响；高填充组内的板框机受到连续工作的影响较小，滤板内可以将近充满，但滤板填充量序列仍然存在波动，压滤效果并不能达到极致；满填充组内的板框机不受连续工作的影响，滤板填充量序列不存在变化，可将压滤效果发挥到极致。
[0057]
因为不同填充组存在不同的特性，因此需要根据不同填充组进行针对性分析，具体包括：
[0058]
根据每个填充组的第二压滤评价指标公式获得第二压滤评价指标。第二压滤评价指标公式包括：
[0059]
a1＝q1*ln(max(p1))
[0060]
a2＝q2*max(p2)
[0061]
a3＝q3*max(p3)2[0062]
其中，a1为低填充组的板框机的第二压滤评价指标，a2为高填充组的板框机的第二压滤评价指标，a3为满填充组的板框机的第二压滤评价指标，max(p1)为低填充组的板框机的压力序列的最大值，max(p2)为高填充组的板框机的压力序列的最大值，max(p3)为满填充组的板框机的压力序列的最大值，q1为低填充组的板框机的第一压滤评价指标，q2为高填充组的板框机的第一压滤评价指标，q3为满填充组的板框机的第一压滤评价指标。
[0063]
对于低填充组而言，因为滤板内部存在固体颗粒积累，且会因为运行时间越来越长导致积累越来越多，滤板填充量越来越少，则板框机的压滤压力大小并不能带来更好的压滤效果。因此利用压力序列中最大值的自然对数作为第一压滤评价指标的权重，低填充组内的板框机压滤压力越大，对应的压滤效果变化越平缓。
[0064]
对于高填充组而言，滤板内部填充量充足，压滤压力越大则对应的压滤效果应越好，因此以压力序列中的最大值作为第一压滤评价指标的权重，呈现出高填充组内板框机压滤效果与压滤压力的线性正相关关系。
[0065]
对于满填充组而言，滤板内部不存在空隙，压滤效果可达到极致，因此以压力序列中的最大值的平方作为第一压滤评价指标的权重，呈现出满填充组内板框机的高效压滤效果，将满填充组与另外两个填充组的数据差异更明显。更直观的反映出满填充组内的高效压滤效果。
[0066]
考虑到滤板之间存在积累或者清理不净的情况下，会导致介质外泄，介质外泄会使得滤框边缘被冲刷出密集的小沟，导致滤框无法完全密封，影响压滤产品的形成。因此以滤框密封性序列的最小值作为权重与第二压滤评价指标相乘，获得第三压滤评价指标。滤框密封性序列中的最小值越小，说明滤框密封性越差，则对应的第三压滤评价指标越小；滤框密封性序列中的最小值越大，说明滤框密封性良好，则对应的第三压滤评价指标越大。
[0067]
步骤s4：对小于预设指标阈值内的第三压滤评价指标对应的板框机进行维护。
[0068]
第三压滤指标将板框机的压滤效果量化，具有较强的参考性，可使得工作人员根据第三压滤指标对板框机进行针对性的处理。
[0069]
根据第三压滤指标的大小对小于预设指标阈值内的第三压滤评价指标对应的板框机进行维护，具体维护方法比如更换滤布、检查操作流程、清洗压滤室等。工作人员可对
第三压滤指标较小的板框机进行着重监测，保证整体压滤效率。
[0070]
需要说明的是，指标阈值可根据具体压滤效率要求进行设置，在此不做限定，例如对于压滤效果较为严格的场景可将指标阈值调大。
[0071]
综上所述，本发明实施例获取多个板框机压滤过程中的运行数据。利用滤板填充量和滤饼含水量获得第一压力评价指标。根据滤板填充量序列之间的相似性将板框机进行分组，针对每个填充组的特征获得不同填充组内每个板框机的第二压滤评价指标。进一步结合滤框密封性序列获得第三压滤指标。本发明实施例通过结合板框机的多种运行数据，根据数据的状态和趋势获得参考性强的第三压滤评价指标，方便工作人员对板框机进行针对性处理。
[0072]
需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0073]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0074]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。