申請日2015.09.30
公開(公告)日2016.03.02
IPC分類號G06Q10/06; G06Q50/00; C02F9/14; C05F7/00
摘要
本實用新型公開了基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)，包括大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及與大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)相連接的污水處理機構，所述大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)內(nèi)設置有數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)清洗系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務器及人機交互界面，所述大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)清洗系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)清洗系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)庫服務器，所述數(shù)據(jù)庫服務器連接人機交互界面;將污水處理過程中的各個工藝環(huán)節(jié)的參數(shù)信息進行采集，并以此形成大數(shù)據(jù)基礎，為實現(xiàn)多地污水處理工藝參數(shù)共享做基礎架構設計;并可采用大數(shù)據(jù)管理模式，結合當前污水水質(zhì)及工藝流程，形成一種優(yōu)化的處理策略。
摘要附圖
權利要求書
1.基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)，其特征在于：包括大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及與大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)相連接的污水處理機構，所述大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)內(nèi)設置有數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)清洗系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務器及人機交互界面，所述大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)清洗系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)清洗系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)庫服務器，所述數(shù)據(jù)庫服務器連接人機交互界面。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述人機交互界面還連接污水處理機構。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述人機交互界面還連接數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)。
4.根據(jù)權利要求2所述的基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述污水處理機構內(nèi)設置有化糞池、機械格柵渠、初沉池及微生物分解池，所述化糞池連接機械格柵渠，所述機械格柵渠連接初沉池，所述初沉池連接微生物分解池，所述數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器分別連接化糞池、機械格柵渠、初沉池及微生物分解池。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)，其特征在于：還包括發(fā)酵室及生物堆肥系統(tǒng)，所述發(fā)酵室分別連接微生物分解池和生物堆肥系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器分別與發(fā)酵室和生物堆肥系統(tǒng)連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述生物堆肥系統(tǒng)內(nèi)設置有細格柵通道、積肥室、轉運系統(tǒng)，所述轉運系統(tǒng)連接積肥室，所述積肥室連接細格柵通道，所述細格柵通道連接發(fā)酵室，所述數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器分別與細格柵通道、積肥室、轉運系統(tǒng)連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述生物堆肥系統(tǒng)內(nèi)還設置有微生物繁衍室及增氧機，所述微生物繁衍室及增氧機皆與積肥室連接，所述數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器分別與微生物繁衍室和增氧機連接。
8.根據(jù)權利要求1或2或4或5或6或7所述的基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)庫服務器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫中存儲有多地不同水質(zhì)或/和相同水質(zhì)的不同污水處理工藝或/和相同污水處理工藝的參數(shù)數(shù)據(jù)信息及污水處理策略信息。
說明書
基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)
技術領域
本實用新型涉及污水處理、大數(shù)據(jù)等技術領域，具體的說，是基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)。
背景技術
污水處理(sewagetreatment,wastewatertreatment)：為使污水達到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求對其進行凈化的過程。
初沉池可除去廢水中的可沉物和漂浮物，廢水經(jīng)初沉后，約可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%，按去除單位質(zhì)量BOD或固體物計算，初沉池是經(jīng)濟上最為節(jié)省的凈化步驟，對于生活污水和懸浮物較高的工業(yè)污水均易采用初沉池預處理。
主要作用：
(1)去除可沉物和漂浮物，減輕后續(xù)處理設施的負荷。
(2)使細小的固體絮凝成較大的顆粒，強化了固液分離效果。
(3)對膠體物質(zhì)具有一定的吸附去除作用。
(4)一定程度上，初沉池可起到調(diào)節(jié)池的作用，對水質(zhì)起到一定程度的均質(zhì)效果。減緩水質(zhì)變化對后續(xù)生化系統(tǒng)的沖擊。
(5)有些廢水處理工藝系統(tǒng)將部分二沉池污泥回流至初沉池，發(fā)揮二沉池污泥的生物絮凝作用，可吸附更多的溶解性和膠體態(tài)有機物，提高初沉池的去除效率。
(6)還可在初沉池前投加含鐵混凝劑，強化除磷效果。含鐵的初沉池污泥進入污泥消化系統(tǒng)后，還可提高產(chǎn)甲烷細菌的活性，降低沼氣中硫化的含量，從而既可增加沼氣產(chǎn)量，又可節(jié)省沼氣脫硫成本。
影響初沉池運行的因素：
(1)表面負荷：表面負荷增加，可影響懸浮物的有效沉降，使懸浮物的去除率下降，水力負荷率一般取0.6~1.2m3/(m2·h)為宜。
(2)廢水性質(zhì)：
新鮮程度：新鮮的污水沉淀后去除率較高，廢水新鮮程度又取決于污水管道的長短、泵站級數(shù)等，此外缺氧的高濃度工業(yè)廢水易于腐敗變質(zhì)。
固體物顆粒大小、形狀和密度：廢水中的固體物粒大、形狀規(guī)則、相對密度大時沉降較快。
溫度廢水溫度降低、水中懸浮物黏滯度增加，例如懸浮物在27℃時比10℃時沉降快50%。然而水溫高也會加速污水的腐敗、厭氧發(fā)酵，出液的密度差減少，不利于顆粒物下沉，從而降低懸浮物的沉降性能。
(3)操作因素：前道工序如格柵井或沉砂池的運行狀況可直接影響初沉池的運行。若前道工序運行不好會加重初沉池的負荷，并降低去除效果。
(4)在二沉池污泥和污泥消化池的消化污泥進入初沉池的處理系統(tǒng)中，應特別注意使污泥均勻、穩(wěn)定地進入。切忌間隙、沖擊式投加，否則會使初沉池超負荷運行，腐化污泥數(shù)量亦大大增加，影響到固體的去除，并對環(huán)境產(chǎn)生不良影響。
二沉池，即二次沉淀池(secondarysettlingtank)二沉池是活性污泥系統(tǒng)的重要組成部分，其作用主要是使污泥分離，使混合液澄清、濃縮和回流活性污泥。其工作效果能夠直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水質(zhì)和回流污泥濃度。
大數(shù)據(jù)(bigdata)，是指無法在可承受的時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合。
在維克托·邁爾-舍恩伯格及肯尼斯·庫克耶編寫的《大數(shù)據(jù)時代》中大數(shù)據(jù)指不用隨機分析法(抽樣調(diào)查)這樣的捷徑，而采用所有數(shù)據(jù)進行分析處理。大數(shù)據(jù)的4V特點：Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多樣)、Value(價值)。
對于“大數(shù)據(jù)”(Bigdata)研究機構Gartner給出了這樣的定義�！按髷�(shù)據(jù)”是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。
大數(shù)據(jù)技術的戰(zhàn)略意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息，而在于對這些含有意義的數(shù)據(jù)進行專業(yè)化處理。換言之，如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè)，那么這種產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)盈利的關鍵，在于提高對數(shù)據(jù)的“加工能力”，通過“加工”實現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。
從技術上看，大數(shù)據(jù)與云計算的關系就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分。大數(shù)據(jù)必然無法用單臺的計算機進行處理，必須采用分布式架構。它的特色在于對海量數(shù)據(jù)進行分布式數(shù)據(jù)挖掘，但它必須依托云計算的分布式處理、分布式數(shù)據(jù)庫和云存儲、虛擬化技術。
隨著云時代的來臨，大數(shù)據(jù)(Bigdata)也吸引了越來越多的關注�！吨婆_》的分析師團隊認為，大數(shù)據(jù)(Bigdata)通常用來形容一個公司創(chuàng)造的大量非結構化數(shù)據(jù)和半結構化數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在下載到關系型數(shù)據(jù)庫用于分析時會花費過多時間和金錢。大數(shù)據(jù)分析常和云計算聯(lián)系到一起，因為實時的大型數(shù)據(jù)集分析需要像MapReduce一樣的框架來向數(shù)十、數(shù)百或甚至數(shù)千的電腦分配工作。
大數(shù)據(jù)需要特殊的技術，以有效地處理大量的容忍經(jīng)過時間內(nèi)的數(shù)據(jù)。適用于大數(shù)據(jù)的技術，包括大規(guī)模并行處理(MPP)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)挖掘電網(wǎng)、分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫、云計算平臺、互聯(lián)網(wǎng)和可擴展的存儲系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于設計出基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)，將污水處理過程中的各個工藝環(huán)節(jié)的參數(shù)信息進行采集，并以此形成大數(shù)據(jù)基礎，為實現(xiàn)多地污水處理工藝參數(shù)共享做基礎架構設計;并可采用大數(shù)據(jù)管理模式，結合當前污水水質(zhì)及工藝流程，形成一種優(yōu)化的處理策略，并啟用該優(yōu)化的處理策略進行污水處理，得到最優(yōu)化的污水處理效果。
本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn)：基于大數(shù)據(jù)管理技術的城市污水處理系統(tǒng)，包括大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及與大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)相連接的污水處理機構，所述大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)內(nèi)設置有數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)清洗系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務器及人機交互界面，所述大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)清洗系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)清洗系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)庫服務器，所述數(shù)據(jù)庫服務器連接人機交互界面。
進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，能夠通過人機交互的形式人為的對污水處理各個環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)進行調(diào)節(jié)或設置，并能夠實時顯示出來，以便技術員能夠可視化的知曉此時的處理效果，特別設置有下述結構：所述人機交互界面還連接污水處理機構。
進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，技術員對于所需要特別了解的當前工藝參數(shù)信息進行采集，以便為技術員進行人工更改當前處理工藝參數(shù)，達到形成一種人為的優(yōu)化處理策略，特別設置有下述結構：所述人機交互界面還連接數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)。
進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別設置有下述結構：所述污水處理機構內(nèi)設置有化糞池、機械格柵渠、初沉池及微生物分解池，所述化糞池連接機械格柵渠，所述機械格柵渠連接初沉池，所述初沉池連接微生物分解池，所述數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器分別連接化糞池、機械格柵渠、初沉池及微生物分解池。
進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別設置有下述結構：還包括發(fā)酵室及生物堆肥系統(tǒng)，所述發(fā)酵室分別連接微生物分解池和生物堆肥系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器分別與發(fā)酵室和生物堆肥系統(tǒng)連接。
進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別設置有下述結構：所述生物堆肥系統(tǒng)內(nèi)設置有細格柵通道、積肥室、轉運系統(tǒng)，所述轉運系統(tǒng)連接積肥室，所述積肥室連接細格柵通道，所述細格柵通道連接發(fā)酵室，所述數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器分別與細格柵通道、積肥室、轉運系統(tǒng)連接。
進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別設置有下述結構：所述生物堆肥系統(tǒng)內(nèi)還設置有微生物繁衍室及增氧機，所述微生物繁衍室及增氧機皆與積肥室連接，所述數(shù)據(jù)采集與預處理系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集器分別與微生物繁衍室和增氧機連接。
進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，能夠組建大數(shù)據(jù)模型，以便為形成最優(yōu)污水處理策略而提供數(shù)據(jù)基礎，特別設置有下述結構：所述數(shù)據(jù)庫服務器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫中存儲有多地不同水質(zhì)或/和相同水質(zhì)的不同污水處理工藝或/和相同污水處理工藝的參數(shù)數(shù)據(jù)信息及污水處理策略信息。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：
本實用新型將污水處理過程中的各個工藝環(huán)節(jié)的參數(shù)信息進行采集，并以此形成大數(shù)據(jù)基礎，為實現(xiàn)多地污水處理工藝參數(shù)共享做基礎架構設計;并可采用大數(shù)據(jù)管理模式，結合當前污水水質(zhì)及工藝流程，形成一種優(yōu)化的處理策略，并啟用該優(yōu)化的處理策略進行污水處理，得到最優(yōu)化的污水處理效果。
本實用新型本實用新型能夠收集諸如污水中固廢含量參數(shù)信息、BOD含量參數(shù)信息、油脂含量參數(shù)信息、微生物繁衍速率信息、水質(zhì)變化信息、水中化學成分含量信息等多種參數(shù)信息及各工藝段處理參數(shù)信息，為建立大數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)基礎，以便能夠進行策略的最優(yōu)制定。
本實用新型具有科學合理、設計先進、處理效率高等特點。
本實用新型且能夠通過生物堆肥技術將污水處理過程中所產(chǎn)生的污泥進行資源化利用，達到節(jié)能環(huán)保的目的。
