公布日：2022.09.02
申請(qǐng)日：2022.07.15
分類(lèi)號(hào)：C02F3/12(2006.01)I;C02F3/00(2006.01)I;G01N21/84(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于活性污泥泡沫的污水處理方法及系統(tǒng)，該方法包括：獲取曝氣池中的水體表面圖像；基于水體表面圖像，獲取泡沫二值圖；基于泡沫二值圖，獲取泡沫的面積、堆積程度以及易碎程度；根據(jù)泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的狀態(tài)；基于活性污泥的狀態(tài)采取相應(yīng)的污水處理操作。相對(duì)于現(xiàn)有的獲取活性污泥狀態(tài)的方式，本發(fā)明基于圖像，根據(jù)活性污泥泡沫的狀態(tài)來(lái)推斷活性污泥的狀態(tài)，能夠快速給出對(duì)應(yīng)的活性污泥狀態(tài)結(jié)果。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種基于活性污泥泡沫的污水處理方法，其特征在于，該方法包括：獲取曝氣池中的水體表面圖像；基于水體表面圖像，獲取泡沫二值圖；基于泡沫二值圖，獲取泡沫的面積、堆積程度以及易碎程度；根據(jù)泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的狀態(tài)；基于活性污泥的狀態(tài)采取相應(yīng)的污水處理操作；泡沫的堆積程度的獲取具體為：對(duì)泡沫二值圖中的泡沫像素進(jìn)行聚類(lèi)，得到若干聚類(lèi)簇；根據(jù)每個(gè)簇內(nèi)泡沫像素與簇中心點(diǎn)的距離計(jì)算簇內(nèi)泡沫的第一堆積程度；對(duì)簇中心點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)，得到聚類(lèi)中心點(diǎn)，根據(jù)簇中心點(diǎn)與聚類(lèi)中心點(diǎn)的距離計(jì)算簇間泡沫的第二堆積程度；根據(jù)第一堆積程度和第二堆積程度獲取泡沫的堆積程度。
2.如權(quán)利要求1所述的基于活性污泥泡沫的污水處理方法，其特征在于，泡沫的易碎程度的獲取具體為：獲取多幀水體表面圖像，進(jìn)而得到多幀泡沫二值圖；基于多幀泡沫二值圖，根據(jù)每個(gè)像素位置處像素連續(xù)為泡沫像素的連續(xù)幀數(shù)最大值計(jì)算泡沫的易碎程度。
3.如權(quán)利要求2所述的基于活性污泥泡沫的污水處理方法，其特征在于，根據(jù)泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的狀態(tài)，具體為：將泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度輸入推理模型中，經(jīng)過(guò)推理得到活性污泥的狀態(tài)；活性污泥的狀態(tài)包括活性污泥老化、活性污泥缺氧、活性污泥過(guò)度曝氣。
4.如權(quán)利要求3所述的基于活性污泥泡沫的污水處理方法，其特征在于，所述推理模型為全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
5.一種基于活性污泥泡沫的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括：二值圖獲取模塊，用于獲取曝氣池中的水體表面圖像；基于水體表面圖像，獲取泡沫二值圖；參數(shù)計(jì)算模塊，用于基于泡沫二值圖，獲取泡沫的面積、堆積程度以及易碎程度；污泥狀態(tài)獲取模塊，用于根據(jù)泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的狀態(tài)；基于活性污泥的狀態(tài)采取相應(yīng)的污水處理操作；泡沫的堆積程度的獲取具體為：對(duì)泡沫二值圖中的泡沫像素進(jìn)行聚類(lèi)，得到若干聚類(lèi)簇；根據(jù)每個(gè)簇內(nèi)泡沫像素與簇中心點(diǎn)的距離計(jì)算簇內(nèi)泡沫的第一堆積程度；對(duì)簇中心點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)，得到聚類(lèi)中心點(diǎn)，根據(jù)簇中心點(diǎn)與聚類(lèi)中心點(diǎn)的距離計(jì)算簇間泡沫的第二堆積程度；根據(jù)第一堆積程度和第二堆積程度獲取泡沫的堆積程度。
6.如權(quán)利要求5所述的基于活性污泥泡沫的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，泡沫的易碎程度的獲取具體為：獲取多幀水體表面圖像，進(jìn)而得到多幀泡沫二值圖；基于多幀泡沫二值圖，根據(jù)每個(gè)像素位置處像素連續(xù)為泡沫像素的連續(xù)幀數(shù)最大值計(jì)算泡沫的易碎程度。
7.如權(quán)利要求6所述的基于活性污泥泡沫的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的狀態(tài)，具體為：將泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度輸入推理模型中，經(jīng)過(guò)推理得到活性污泥的狀態(tài)；活性污泥的狀態(tài)包括活性污泥老化、活性污泥缺氧、活性污泥過(guò)度曝氣。
8.如權(quán)利要求7所述的基于活性污泥泡沫的污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述推理模型為全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于活性污泥泡沫的污水處理方法及系統(tǒng)，所采用的技術(shù)方案具體如下：第一方面，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供了一種基于活性污泥泡沫的污水處理方法，該方法包括以下具體步驟：獲取曝氣池中的水體表面圖像；基于水體表面圖像，獲取泡沫二值圖；基于泡沫二值圖，獲取泡沫的面積、堆積程度以及易碎程度；根據(jù)泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的狀態(tài)；基于活性污泥的狀態(tài)采取相應(yīng)的污水處理操作。
進(jìn)一步地，泡沫的堆積程度的獲取具體為：對(duì)泡沫二值圖中的泡沫像素進(jìn)行聚類(lèi)，得到若干聚類(lèi)簇；根據(jù)每個(gè)簇內(nèi)泡沫像素與簇中心點(diǎn)的距離計(jì)算簇內(nèi)泡沫的第一堆積程度；對(duì)簇中心點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)，得到聚類(lèi)中心點(diǎn)，根據(jù)簇中心點(diǎn)與聚類(lèi)中心點(diǎn)的距離計(jì)算簇間泡沫的第二堆積程度；根據(jù)第一堆積程度和第二堆積程度獲取泡沫的堆積程度。
進(jìn)一步地，泡沫的易碎程度的獲取具體為：獲取多幀水體表面圖像，進(jìn)而得到多幀泡沫二值圖；基于多幀泡沫二值圖，根據(jù)每個(gè)像素位置處像素連續(xù)為泡沫像素的連續(xù)幀數(shù)最大值計(jì)算泡沫的易碎程度。
進(jìn)一步地，根據(jù)泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的狀態(tài)，具體為：將泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度輸入推理模型中，經(jīng)過(guò)推理得到活性污泥的狀態(tài)；活性污泥的狀態(tài)包括活性污泥老化、活性污泥缺氧、活性污泥過(guò)度曝氣。
進(jìn)一步地，所述推理模型為全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
第二方面，本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例提供了一種基于活性污泥泡沫的污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)具體包括：二值圖獲取模塊，用于獲取曝氣池中的水體表面圖像；基于水體表面圖像，獲取泡沫二值圖；參數(shù)計(jì)算模塊，用于基于泡沫二值圖，獲取泡沫的面積、堆積程度以及易碎程度；污泥狀態(tài)獲取模塊，用于根據(jù)泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的狀態(tài)；基于活性污泥的狀態(tài)采取相應(yīng)的污水處理操作。
進(jìn)一步地，泡沫的堆積程度的獲取具體為：對(duì)泡沫二值圖中的泡沫像素進(jìn)行聚類(lèi)，得到若干聚類(lèi)簇；根據(jù)每個(gè)簇內(nèi)泡沫像素與簇中心點(diǎn)的距離計(jì)算簇內(nèi)泡沫的第一堆積程度；對(duì)簇中心點(diǎn)進(jìn)行聚類(lèi)，得到聚類(lèi)中心點(diǎn)，根據(jù)簇中心點(diǎn)與聚類(lèi)中心點(diǎn)的距離計(jì)算簇間泡沫的第二堆積程度；根據(jù)第一堆積程度和第二堆積程度獲取泡沫的堆積程度。
進(jìn)一步地，泡沫的易碎程度的獲取具體為：獲取多幀水體表面圖像，進(jìn)而得到多幀泡沫二值圖；基于多幀泡沫二值圖，根據(jù)每個(gè)像素位置處像素連續(xù)為泡沫像素的連續(xù)幀數(shù)最大值計(jì)算泡沫的易碎程度。
進(jìn)一步地，根據(jù)泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的狀態(tài)，具體為：將泡沫的顏色、面積、堆積程度以及易碎程度輸入推理模型中，經(jīng)過(guò)推理得到活性污泥的狀態(tài)；活性污泥的狀態(tài)包括活性污泥老化、活性污泥缺氧、活性污泥過(guò)度曝氣。
進(jìn)一步地，所述推理模型為全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
本發(fā)明實(shí)施例至少具有如下有益效果：相對(duì)于現(xiàn)有的獲取活性污泥狀態(tài)的方式，本發(fā)明基于圖像，根據(jù)活性污泥泡沫的狀態(tài)來(lái)推斷活性污泥的狀態(tài)，能夠快速給出對(duì)應(yīng)的活性污泥狀態(tài)結(jié)果，過(guò)程簡(jiǎn)單，且可得到準(zhǔn)確的活性污泥的狀態(tài)。
（發(fā)明人：姚東生;鄒美）
