申請日2013.12.05
公開(公告)日2014.04.23
IPC分類號C02F1/46; G05B19/418
摘要
本發(fā)明公開了一種污水電化處理過程智能控制系統(tǒng)，包括：前饋模塊，用于采集處理前原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)并將其進(jìn)行整合，發(fā)送到智能化控制模塊;智能化控制模塊，用于對原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)算，選擇采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)參數(shù)組合來進(jìn)行控制;調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊，用于對污水電化處理過程所需的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié);污水電化處理模塊，用于進(jìn)行污水電化處理;測量模塊，用于檢測處理后水質(zhì)的指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將檢測結(jié)果發(fā)送到智能化控制模塊。本發(fā)明還公開了一種污水電化處理過程智能控制方法。本發(fā)明提供的污水電化處理過程智能控制系統(tǒng)和智能控制方法，可以根據(jù)待處理水水質(zhì)變化的不同采取不同的調(diào)節(jié)參數(shù)組合來進(jìn)行控制，從而提高了被處理廢水的質(zhì)量。
權(quán)利要求書
1.一種污水電化處理過程智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括前饋模塊、智 能化控制模塊、調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊、污水電化處理模塊和測量模塊，其中：
前饋模塊，用于在線采集處理前原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，將采集的處理前原水水 質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并發(fā)送到智能化控制模塊;
智能化控制模塊，用于根據(jù)所述前饋模塊發(fā)送的處理前原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)以 及處理后水質(zhì)的指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行在線優(yōu)化運(yùn)算，選擇采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)參數(shù)組合來 進(jìn)行控制;
調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊，用于根據(jù)所述智能化控制模塊選擇的相應(yīng)調(diào)節(jié)參數(shù)組 合，對污水電化處理過程所需的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié);
污水電化處理模塊，用于根據(jù)所述調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊調(diào)節(jié)的參數(shù)，進(jìn)行污水 電化處理;
測量模塊，用于在線檢測處理后水質(zhì)的指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將檢測結(jié)果發(fā)送到所述 智能化控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水電化處理過程智能控制系統(tǒng)，其特征在 于，所述前饋模塊在線采集的參數(shù)包括：溫度、PH值、導(dǎo)電率、濁度、溶氧、 余氯、COD值、SS值、BOD值和NH3-N值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水電化處理生產(chǎn)過程智能控制系統(tǒng)，其特 征在于，所述智能化控制模塊還用于：
對原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理;
確定輔助變量;
剔除異常數(shù)據(jù);
對污水電化處理生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)污水處理設(shè)備自動進(jìn)/出水、生產(chǎn)系統(tǒng)溫度、 壓力、流量、液位、化學(xué)成分進(jìn)行在線自動檢測和控制;
對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式化、標(biāo)準(zhǔn)化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水電化處理過程智能控制系統(tǒng)，其特征在 于，所述調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊，其調(diào)節(jié)參數(shù)組合包括：電量、時間、電壓、電流、 頻率、波形、電極間距、多重電極、不同材質(zhì)電極。
5.一種使用如權(quán)利要求1所述污水電化處理過程智能控制系統(tǒng)的智能控制 方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)由前饋模塊在線采集處理前原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，將采集的處理前原水 水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并發(fā)送到智能化控制模塊;
(2)由智能化控制模塊對前饋模塊發(fā)送的原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)以及測量模塊 發(fā)送的處理后水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行在線優(yōu)化運(yùn)算，選擇采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)參數(shù)組合 來進(jìn)行控制;
(3)由調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊根據(jù)智能化控制模塊選擇的相應(yīng)調(diào)節(jié)參數(shù)組合， 對污水電化處理過程所需的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié);
(4)由污水電化處理模塊根據(jù)調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊調(diào)節(jié)的參數(shù)，進(jìn)行污水電 化處理;
(5)由測量模塊對處理后水質(zhì)進(jìn)行在線檢測，獲取指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將檢測結(jié) 果發(fā)送到所述智能化控制模塊，由智能化控制模塊將檢測結(jié)果和預(yù)設(shè)信息進(jìn)行對 比，并根據(jù)偏差作出相應(yīng)修正。
說明書
一種污水電化處理過程智能控制系統(tǒng)及其智能控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種污水電化處理過程智能控制系統(tǒng)及 其智能控制方法。
背景技術(shù)
隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長和公眾環(huán)保意識的增強(qiáng)，污水處理自動化技術(shù)迎來了前 所未有的發(fā)展機(jī)遇。在現(xiàn)有采用電化方法處理污水生產(chǎn)過程中，目前基本沿用以 處理時間長短和簡單地調(diào)節(jié)電壓高低或電流大小的方式來控制電化處理的出水 水質(zhì)，由于該控制方法配置簡單粗糙，調(diào)節(jié)參數(shù)單一，且不能對調(diào)節(jié)對象在生產(chǎn) 過程中水質(zhì)的復(fù)雜變化作出及時有效的響應(yīng)，故大多存在著污水經(jīng)電化處理后水 質(zhì)指標(biāo)波動大，頻次高，生產(chǎn)過程運(yùn)行不穩(wěn)定，電化處理效果不可靠，處理成本 高的共性問題。由于這種控制方法配置簡單，其所形成的控制品質(zhì)和性能遠(yuǎn)不能 滿足實(shí)際生產(chǎn)的要求，使得污水電化處理生產(chǎn)過程難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定而有效的控制， 雖然國內(nèi)有一些實(shí)驗(yàn)和專利的報導(dǎo)，卻都不能從根本上解決此類問題，所以目前 仍然不能夠在污水處理實(shí)際生產(chǎn)過程中普及和真正大規(guī)模推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種在污水處理工藝 過程中達(dá)到出水水質(zhì)穩(wěn)定、處理生產(chǎn)過程運(yùn)行穩(wěn)定、處理成本低，并使電化處理 效果真實(shí)可靠的、對控制系統(tǒng)品質(zhì)和性能大幅度提升的、可以實(shí)現(xiàn)污水電化處理 生產(chǎn)過程自動化智能控制的控制系統(tǒng)和控制方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
本發(fā)明一種污水電化處理過程智能控制系統(tǒng)，包括前饋模塊、智能化控制模 塊、調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊、污水電化處理模塊和測量模塊，其中：
前饋模塊，用于采集處理前原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，將采集的處理前原水水質(zhì)指 標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并發(fā)送到智能化控制模塊;
智能化控制模塊，用于根據(jù)所述前饋模塊發(fā)送的處理前原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)以 及測量模塊發(fā)送的處理后水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行在線優(yōu)化運(yùn)算，選擇采取相應(yīng)的調(diào) 節(jié)參數(shù)組合來進(jìn)行控制;
調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊，用于根據(jù)所述智能化控制模塊選擇的相應(yīng)調(diào)節(jié)參數(shù)組 合，對污水電化處理過程所需的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié);
污水電化處理模塊，用于根據(jù)所述調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊調(diào)節(jié)的參數(shù)，進(jìn)行污水 電化處理;
測量模塊，用于檢測處理后水質(zhì)的指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將檢測結(jié)果發(fā)送到所述智能 化控制模塊。
進(jìn)一步地，所述前饋模塊的參數(shù)包括但不僅限于：溫度、PH值、導(dǎo)電率、 濁度、溶氧、余氯、COD值、SS值、BOD值和NH3-N值。
進(jìn)一步地，所述智能化控制模塊還用于：
對原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理;
確定輔助變量;
剔除異常數(shù)據(jù);
對污水電化處理生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)污水處理設(shè)備自動進(jìn)/出水、生產(chǎn)系統(tǒng)溫度、 壓力、流量、液位、化學(xué)成分進(jìn)行在線自動檢測和控制;
對數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式化、標(biāo)準(zhǔn)化。
一種污水電化處理過程智能控制方法，包括以下步驟：
(1)由前饋模塊采集處理前原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，將采集的處理前原水水質(zhì) 指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并發(fā)送到智能化控制模塊;
(2)由智能化控制模塊對前饋模塊發(fā)送的原水水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)以及測量模塊 發(fā)送的處理后水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行在線優(yōu)化運(yùn)算，選擇采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)參數(shù)組合 來進(jìn)行控制;
(3)由調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊根據(jù)智能化控制模塊選擇的相應(yīng)調(diào)節(jié)參數(shù)組合， 對污水電化處理過程所需的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié);
(4)由污水電化處理模塊根據(jù)調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊調(diào)節(jié)的參數(shù)，進(jìn)行污水電 化處理;
(5)由測量模塊對處理后水質(zhì)進(jìn)行檢測，獲取指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將檢測結(jié)果發(fā) 送到所述智能化控制模塊，由智能化控制模塊將檢測結(jié)果和預(yù)設(shè)信息進(jìn)行對比， 并根據(jù)偏差作出相應(yīng)修正。
本發(fā)明與前饋加反饋單回路閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的傳統(tǒng)方法的區(qū)別在于，針對調(diào)節(jié) 對象的各種干擾，嵌入使用了調(diào)節(jié)參數(shù)整合技術(shù)(集電量、電壓、電流、頻率、 波形、時間、電極間距、多重電極、不同材質(zhì)的電極等多變量參數(shù)的篩選優(yōu)化組 合)來及時有效地響應(yīng)克服干擾，這樣配置的調(diào)節(jié)系統(tǒng)既能夠跟據(jù)電化處理設(shè)備 進(jìn)水的原水水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)(例如：溫度、PH值、導(dǎo)電率、濁度、溶氧、余氯、 COD值、SS值、BOD、NH3-N值等)作為前饋參數(shù)來進(jìn)行設(shè)定值適時修正，又可 以根據(jù)污水處理設(shè)備出水的水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)(例如：COD、NH3-N值等及其它所需 要控制的值)作為被調(diào)參數(shù)進(jìn)行適時偏差修正，從而達(dá)到有效控制的目的。這就 在傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的基礎(chǔ)上，采用新技術(shù)的方法進(jìn)一步豐富和優(yōu)化了系統(tǒng)配置。
本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：
(1)在污水電化處理過程中，由于進(jìn)水水質(zhì)變化不定，本方法可以根據(jù)其 變化，通過對前饋量進(jìn)行智能化模塊運(yùn)算后，從調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊調(diào)取相應(yīng)的、 不同的調(diào)節(jié)參數(shù)組合來進(jìn)行控制，從而及時有效地克服了進(jìn)水干擾，結(jié)合系統(tǒng)配 置的被調(diào)參數(shù)閉環(huán)控制回路，可以穩(wěn)定并精確地提高被處理污水的質(zhì)量，使電化 處理效果真實(shí)可靠。
(2)由于采用了污水電化處理自動化智能控制的方法，使得在污水電化處 理生產(chǎn)過程中能夠保持生產(chǎn)過程運(yùn)行穩(wěn)定、安全、可靠，且可以無人值守連續(xù)運(yùn) 行，所以能夠在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
(3)由于采用了污水電化處理自動化智能控制的方法，使得在污水電化處 理生產(chǎn)過程中，通過智能化模塊運(yùn)算后采用調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊來采取相應(yīng)的、不 同的調(diào)節(jié)方式進(jìn)行控制，所以比現(xiàn)有簡單控制方法更加優(yōu)越，有效地、有針對性 的控制和降低了污水處理成本。
(4)采用智能化控制模塊和調(diào)節(jié)參數(shù)整合模塊及原水前饋模塊配置成的多 功能閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，比傳統(tǒng)的前饋加反饋閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)增加了智能化運(yùn)算和調(diào)節(jié) 參數(shù)整合模塊，進(jìn)一步優(yōu)化了傳統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的配置，從而提升了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì) 和性能。
(5)根據(jù)污水的排放量及國家規(guī)定的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)，該方法既能適用于各 類污水電化處理設(shè)備在生產(chǎn)過程中自動化智能控制的要求，也可以適用于產(chǎn)能大 小不同的模塊化組合電化處理設(shè)備的生產(chǎn)過程自動化智能控制要求。
(6)由于還適用于連續(xù)不間斷污水處理工藝過程的自動化智能控制，因此， 可以在現(xiàn)有的和新建的各類污水處理廠得到廣泛應(yīng)用。由于該發(fā)明的控制品質(zhì)和 性能提高，所以污水處理水質(zhì)指標(biāo)穩(wěn)定、生產(chǎn)過程可靠、污水處理成本也會得到 一定程度降低。
