公布日：2023.12.22
申请日：2023.09.18
分类号：C02F1/52(2023.01)I;G01D21/02(2006.01)I;C02F5/06(2023.01)I
摘要
本发明提供了一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，包括依次连接的原水箱、原水净化处理设施和清水箱，原水净化处理设施连接有与其形成回路的连续取样槽，所述连续取样槽上安装有视频识别摄像头，视频识别摄像头与视频识别系统信号连接，视频识别系统与多参数协同自适应数据处理系统信号连接，多参数协同自适应数据处理系统与智能调控加药系统以及原水净化处理设施信号连接，智能调控加药系统与原水净化处理设施，原水净化处理设施还连接有污泥池。本发明将最新的视频识别、人工智能、计算机信息处理技术、数据采集、多参数协调技术和智能控制系统融入原水净化处理系统，提高了原水净化处理系统的稳定性、处理效率和经济性。
权利要求书
1.一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，其特征在于：包括依次连接的原水箱、原水净化处理设施和清水箱，所述原水净化处理设施连接有与其形成回路的连续取样槽，所述连续取样槽上安装有视频识别摄像头，所述视频识别摄像头与视频识别系统信号连接，用于拍照记录连续取样槽内的絮凝反应矾花特征，并发送给视频识别系统，所述视频识别系统与多参数协同自适应数据处理系统信号连接，用于通过计算机处理获得图像处理信息，并发送给多参数协同自适应数据处理系统，所述多参数协同自适应数据处理系统与智能调控加药系统以及原水净化处理设施信号连接，利用物联网技术进行智能化处理，处理后的信息以操作指令信号的方式发送给智能调控加药系统以及原水净化处理设施，所述智能调控加药系统与原水净化处理设施，用于调节絮凝剂和石灰乳往原水净化处理设施内的加药量，所述原水净化处理设施还连接有污泥池。
2.根据权利要求1所述的一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，其特征在于：所述原水箱用于接收原水净化站进水，所述原水净化站进水通过原水增压泵通入原水箱，所述原水箱通过原水提升泵通入原水净化处理设施，所述清水箱通过清水会用泵进行清水回用，所述水净化处理设施通过排泥泵通入污泥池。
3.根据权利要求1所述的一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，其特征在于：还包括多个水处理设备，所述水处理设备上配合安装有水质监测仪表，所述水质监测仪表与多参数协同自适应数据处理系统信号连接，用于记录设备的水质参数，并发送给多参数协同自适应数据处理系统。
4.根据权利要求1所述的一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，其特征在于：所述连续取样槽为倒置的L型腔体，其由左右设置的竖直段和水平段组成，且顶面敞口，所述竖直段的上部中间设有纵向设置的挡水板，将腔体分隔成进水区和缓冲区，底部形成排泥区，其中，进水区置于挡水板左侧，缓冲区置于挡水板右侧，所述水平段内为观察区，所述进水区和缓冲区的下部连通，缓冲区与观察区连通，所述连续取样槽的左右两侧上部分别连接有进水阀和出水阀，竖直段的底部连接有排空阀，所述所述连续取样槽的底部设有用于支撑的支架。
5.根据权利要求1所述的一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，其特征在于：所述连续取样槽设置在视频识别观察室内，所述视频识别摄像头置于连续取样槽上方，所述连续取样槽的上方还设有照明灯，所述视频识别摄像头通过电缆连接视频识别系统。
6.根据权利要求5所述的一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，其特征在于：视频识别摄像头是高清摄像头，代替人眼连续观察、记录原水净化处理设施矾花特征，记录原水净化的处理效果，间隔一定时间自动拍照记录矾花特征，并自动将拍摄的照片传输的视频识别处理系统的计算机；照明灯是光照强度稳定的LCD灯，光照强度适合摄像头观察为视频识别摄像头提供稳定的照明；视频识别观察室是封闭的空间，隔绝外部的自然光，避免自然光强度变化对视频识别的影响，观察室内摄像头区域设置吸光材料，避免光线反射对视频识别摄像头观察的干扰。
7.根据权利要求1所述的一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，其特征在于：视频识别系统包括第一数据处理计算机和视频识别软件，视频识别软件能将摄像头拍摄的图片转换成数据信息传输给多参数协同自适应数据处理系统。
8.根据权利要求1所述的一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，其特征在于：所述多参数协同的自适应数据处理系统包括第二数据处理计算机、多参数协同自适应数据处理软件、数据收集传输电缆和电气柜，第二数据处理计算机收集视频识别系统处理的信息和监测仪表收集的信息，多参数协同自适应数据处理软件对采集的数据信息进行处理，形成指令信息传输给智能调控加药系统和原水净化处理设施，指挥加药系统调整加药，修正加药量，寻求最合适的加药量；指挥原水净化处理设施调整运行参数，达到最好的运行效果；经过长时间的循环处理，寻求最优的原水净化处理方案。
9.根据权利要求1所述的一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，其特征在于：所述智能调控加药系统包括配合连接的加药装置和智能控制柜，所述加药装置通过加药管连通原水净化处理设置，所述智能控制柜与多参数协同的自适应数据处理系统信号连接，所述原水净化处理设施的中部为反应区；智能调控加药系统接收多参数协同的自适应数据处理系统的指令信息，智能控制柜根据指令信息自动调整各种加药设备加药泵的频率，改变加药设备的加药量。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，其特征在于：所述处理系统的处理方法为：从原水净化处理设施反应区内引取一部分形成矾花的反应水至连续取样槽，连续取样槽内出水又返回原水净化处理设施，取样槽内的水连续流动，其状态与反应区内的水一致，视频识别摄像头连续观察取样槽内絮凝反应矾花的特征，每间隔一定时间拍照记录其特征，照片自动传输至视频处理系统，经过计算机处理获得图像处理信息；原水净化处理系统的各个设备分别设置各种在线监测仪表，仪表实时记录各个设备的水质参数，各种水质参数和图像处理信息一起自动传输至多参数协同自适应数据处理系统，利用物联网技术进行智能化处理，处理后的信息以操作指令信号的方式反馈至智能调控加药系统和原水净化水处理设施，根据指令调整各个加药设备的加药量和水处理设施各个设备的运行参数，原水净化水处理设施的加药量和运行参数调整后，其处理效果发生改变，视频识别系统捕捉到矾花特征的变化，根据这些变化信息，视频识别处理软件根据视频识别策略输出识别信息，多参数协同自适应数据处理软件根据原水净化处理策略调整加药量和水处理设施的运行参数，如此循环进行，由于智能设备、仪表和计算机能连续、快速、准确的观察处理设备的矾花特征，监测、记录、传输、处理系统运行参数数据，反馈处理信息，发出指令信号，避免了人工参与设备运行时的外界因素干扰、延时、判断误差、执行效率的主观和客观因素的影响；经过长期的自适应调整，视频识别系统建立完善的视频识别数据库，提高视频识别的准确度，多参数协同自适应数据处理系统建立参数调整数据库，不断提高多参数的协调处理能力，自动优化处理方案，获得最优的加药量和处理参数，实现原水净化处理的智能化和自动化，形成智慧化水处理。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，通过引进物联网技术，将视频识别、多参数协调和智能加药系统融入原水净化处理系统，提高原水净化的智能化程度和加药精度，提高原水净化处理系统的智能化和稳定性。有效解决了原水净化处理过程中智能化程度不高，运行人员劳动量大；矾花特征观察不能实现连续自动观察，不能持续、实时获得处理效果的反馈信息；矾花特征观察的个人主观判断差异；出水指标监测不全面，且不能实现连续自动监测；加药量不能随水质变化和处理效果及时调整，加药调整有延时，影响处理效果；加药量难以精确控制，药剂浪费明显等问题。
具体方案如下：一种多参数协同自适应加药的原水净化处理系统，其特征在于，包括依次连接的原水箱、原水净化处理设施和清水箱，所述原水净化处理设施连接有与其形成回路的连续取样槽，所述连续取样槽上安装有视频识别摄像头，所述视频识别摄像头与视频识别系统信号连接，用于拍照记录连续取样槽内的絮凝反应矾花特征，并发送给视频识别系统，所述视频识别系统与多参数协同自适应数据处理系统信号连接，用于通过计算机处理获得图像处理信息，并发送给多参数协同自适应数据处理系统，所述多参数协同自适应数据处理系统与智能调控加药系统以及原水净化处理设施信号连接，利用物联网技术进行智能化处理，处理后的信息以操作指令信号的方式发送给智能调控加药系统以及原水净化处理设施，所述智能调控加药系统与原水净化处理设施，用于调节絮凝剂和石灰乳往原水净化处理设施内的加药量，所述原水净化处理设施还连接有污泥池。
作为本发明的进一步改进，所述原水箱用于接收原水净化站进水，所述原水净化站进水通过原水增压泵通入原水箱，所述原水箱通过原水提升泵通入原水净化处理设施，所述清水箱通过清水会用泵进行清水回用，所述水净化处理设施通过排泥泵通入污泥池。
作为本发明的进一步改进，还包括多个水处理设备，所述水处理设备上配合安装有水质监测仪表，所述水质监测仪表与多参数协同自适应数据处理系统信号连接，用于记录设备的水质参数，并发送给多参数协同自适应数据处理系统。
作为本发明的进一步改进，所述处理系统的处理方法为：从原水净化处理设施反应区内引取一部分形成矾花的反应水至连续取样槽，连续取样槽内出水又返回原水净化处理设施，取样槽内的水连续流动，其状态与反应区内的水一致，视频识别摄像头连续观察取样槽内絮凝反应矾花的特征，每间隔一定时间拍照记录其特征，照片自动传输至视频处理系统，经过计算机处理获得图像处理信息；原水净化处理系统的各个设备分别设置各种在线监测仪表，仪表实施记录各个设备的水质参数，各种水质参数和图像处理信息一起自动传输至多参数协同自适应数据处理系统，利用物联网技术进行智能化处理，处理后的信息以操作指令信号的方式反馈至智能调控加药系统和原水净化水处理设施，根据指令调整加药量和水处理设施的运行参数，原水净化水处理设施的加药量和运行参数调整后，其处理效果发生改变，视频识别系统捕捉到矾花特征的变化，根据这些变化信息，视频识别处理软件根据视频识别策略输出识别信息，多参数协同自适应数据处理软件根据原水净化处理策略调整加药量和水处理设施的运行参数，如此循环进行，由于智能设备、仪表和计算机能连续、快速、准确的观察处理设备的矾花特征，监测、记录、传输、处理系统运行参数数据，反馈处理信息，发出指令信号，避免了人工参与设备运行时的外界因素干扰、延时、判断误差、执行效率等主观和客观因素的影响；经过长期的自适应调整，视频识别系统建立完善的视频识别数据库，提高视频识别的准确度，多参数协同自适应数据处理系统建立参数调整数据库，不断提高多参数的协调处理能力，自动优化处理方案，获得最优的加药量和处理参数，实现原水净化处理的智能化和自动化，形成智慧化水处理。
作为本发明的进一步改进，所述连续取样槽为倒置的L型腔体，其由左右设置的竖直段和水平段组成，且顶面敞口，所述竖直段的上部中间设有纵向设置的挡水板，将腔体分隔成进水2和缓冲区，底部形成排泥区，其中，进水区置于挡水板左侧，缓冲区置于挡水板右侧，所述水平段内为观察区，所述进水区和缓冲区的下部连通，缓冲区与观察区连通，所述连续取样槽的左右两侧上部分别连接有进水阀和出水阀，竖直段的底部连接有排空阀，所述所述连续取样槽的底部设有用于支撑的支架。其功能是将原水净化处理设施反应区内形成矾花的反应水连续引至取样槽内，以便视频识别摄像头观察、记录原水净化处理设施絮凝反应矾花的特征。矾花的反应水在取样槽内连续流动，出水返回原水净化处理设施，保证取样槽内的矾花的特征和原水净化处理设施反应区内形成矾花一致。
作为本发明的进一步改进，所述连续取样槽设置在视频识别观察室内，所述视频识别摄像头置于连续取样槽上方，所述连续取样槽的上方还设有照明灯，所述视频识别摄像头通过电缆连接视频识别系统。视频识别系统的功能是观察、记录流通池内的矾花，通过计算机进行人工智能数据处理，并数据传输给多参数协同自适应数据处理系统，并最终控制智能调控加药系统。
作为本发明的进一步改进，视频识别摄像头是高清摄像头，代替人眼连续观察、记录原水净化处理设施矾花特征，记录原水净化的处理效果，间隔一定时间（例如1分钟）自动拍照记录矾花特征，并自动将拍摄的照片传输的视频识别处理系统的计算机。
作为本发明的进一步改进，稳定光照强度照明灯是光照强度稳定的LCD灯，光照强度适合摄像头观察为视频识别摄像头提供稳定的照明。
作为本发明的进一步改进，视频识别观察室是封闭的空间，隔绝外部的自然光，避免自然光强度变化对视频识别的影响，观察室内摄像头区域设置吸光材料，避免光线反射对视频识别摄像头观察的干扰。
作为本发明的进一步改进，所视频识别系统包括第一数据处理计算机和视频识别软件，视频识别软件为本发明新研发的计算机软件，能将摄像头拍摄的图片转换成数据信息传输给多参数协同自适应数据处理系统。
作为本发明的进一步改进，所多参数协同的自适应数据处理系统包括第二数据处理计算机、多参数协同自适应数据处理软件、数据收集传输电缆和电气柜等，多参数协同自适应数据处理软件是根据本方法编制的多参数协同的自适应数据处理策略自行开发而得。第二数据处理计算机收集视频识别系统处理的信息和监测仪表收集的信息，多参数协同自适应数据处理软件对采集的数据信息进行处理，形成指令信息传输给智能调控加药系统和原水净化处理设施，指挥加药系统调整加药，修正加药量，寻求最合适的加药量；指挥原水净化处理设施调整运行参数，达到最好的运行效果；经过长时间的循环处理，寻求最优的原水净化处理方案。
作为本发明的进一步改进，所述智能调控加药系统包括配合连接的加药装置和智能控制柜，所述加药装置通过加药管连通原水净化处理设施，所述智能控制柜与多参数协同的自适应数据处理系统信号连接，所述原水净化处理设施的中部为反应区。智能调控加药系统包括智能控制柜、加药箱、变频加药泵、液位计、流量计及其配套的管道、阀门、电缆、支架等。智能调控加药系统接收多参数协同的自适应数据处理系统的指令信息，智能控制柜根据指令信息自动调整各种加药设备加药泵的频率，改变加药设备的加药量。不再需要根据原水净化处理设备的处理效果人工调整加药量，实现智能化和自动化调整加药。
本发明的有益效果在于：
1、能根据原水净化处理系统来水水质、水量的变化进行智能化、自动化精准调控加药量，达到最佳的处理效果。
2、能实时、快速调整加药量，避免加药量调整的延后导致水处理效果恶化，影响出水水质。
3、应用物联网技术将矾花特征信息和水质监测数据多个参数协调处理，提高了原水净化处理各个参数之间的相关关系，各个参数之间互相补充、互相校正，提高了监测数据的有效性和准确性，能更有效的进行参数调整。
4、能避免过量加药导致的药品浪费，节省加药成本。
5、与传统的人工观察矾花特征，再进行加药量调整的方法相比，本方案应用视频识别技术，能实现加药量的实时、自动调整，加药量调整更准确、更及时，能减少因运行人员的观察频次、判断能力、运行经验等主观因素对矾花特征观察的影响，也能减少外界环境因素，如天气情况变化、昼夜光照差异、光照强度等客观环境因素对矾花特征观察的影响，从而提高矾花特征观察效果和加药调整准确性。
6、智能调控加药系统提高加药系统的自动化程度，能实时根据处理系统的运行效果调整加药量，减少加药延时的困扰，提高加药的精准度，增加原水净化处理系统的运行稳定性和处理效果。
7、能大大减少外界因素对人工观察的影响，如大风、暴雨、高温、严寒等外界因素会影响运行人员的观察效果和频次；8、智能化和自动化程度的提高，减少运行的工作量，降低人工成本，进而降低运行成本，在恶劣天气环境下提高了运行人员的安全性。
9、将当今火热的物联网、视频识别和人工智能技术与传统的水处理技术相结合，提升本方法的技术含量，并提供更好的技术升级空间。
（发明人：倪宏宁;郑凯;武星;鲁广栋;倪慧刚;许明峰;朱纯?F;黄菲菲;王东方;红晓捷;王立文;韩毅;李祥坤;雍嘉雯;章琪）
