本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域中的自動(dòng)加藥技術(shù)，尤其涉及一種智能加藥系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

當(dāng)前活性污泥處理工藝如氧化溝、CASS、膜處理等被市政污水處理廠、工業(yè)廢水處理廠廣泛使用，出水水質(zhì)基本達(dá)到投產(chǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境的重視，強(qiáng)制提高污水排放標(biāo)準(zhǔn)，許多原污水處理廠需要提標(biāo)改造，新建污水處理廠常常采用較復(fù)雜工藝滿足更高排放標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)標(biāo)排放要求，必然投資成本增加。

現(xiàn)在的水質(zhì)提標(biāo)控制方法存在以下問(wèn)題：

當(dāng)前的污理水處理工藝都是根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)狀況和排放達(dá)標(biāo)要求來(lái)設(shè)計(jì)的，但在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)進(jìn)水質(zhì)實(shí)時(shí)變化，水質(zhì)不穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)工藝過(guò)程處理后，出水水質(zhì)仍然不穩(wěn)定。盡管企業(yè)會(huì)定時(shí)化驗(yàn)出水水質(zhì)，根據(jù)結(jié)果來(lái)調(diào)整加藥量或增加曝氣量或延長(zhǎng)沉淀時(shí)間等諸多手段來(lái)周期性改善水質(zhì)。但這種事后補(bǔ)救的控制辦法，使得排放水質(zhì)時(shí)好時(shí)壞，不能做到實(shí)時(shí)達(dá)標(biāo)排放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能根據(jù)實(shí)時(shí)出水水質(zhì)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)加藥量，既確保水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放、又節(jié)約用藥量的智能加藥系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種智能加藥系統(tǒng)，包括依次相連的藥劑罐、藥劑攪拌裝置、精準(zhǔn)加料裝置，所述精準(zhǔn)加料裝置包括精準(zhǔn)計(jì)量泵、智能加藥配方控制器、進(jìn)水水質(zhì)檢測(cè)裝置、出水水質(zhì)檢測(cè)裝置和出水流量計(jì)，所述濃度配比裝置的出口與所述精準(zhǔn)計(jì)量泵的入口相連，所述精準(zhǔn)計(jì)量泵的出口與二沉池或絮凝池相連，所述進(jìn)水水質(zhì)檢測(cè)裝置、出水水質(zhì)檢測(cè)裝置和出水流量計(jì)均與所述智能加藥配方控制器相連，所述智能加藥配方控制器對(duì)精準(zhǔn)計(jì)量泵進(jìn)行加藥量控制，所述智能加藥配方控制器包括以下模塊：

配方數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，用于存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)配方索引序列{Nn}及與標(biāo)準(zhǔn)配方索引序列{Nn}對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配方藥劑量序列{KoutN}；

采樣輸入模塊，用于接收進(jìn)水水質(zhì)信號(hào)、出水水質(zhì)信號(hào)和出水流量信號(hào)；

數(shù)據(jù)索引模塊，用于將進(jìn)水水質(zhì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為配方索引值N，并在配方數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中查找與所述配方索引值N最接近的標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn；當(dāng)N＝Nn時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配方藥劑量值KoutN作為配方藥劑量輸出值Kout；

智能配方學(xué)習(xí)模塊，用于當(dāng)N≠Nn時(shí)，修正配方數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)：

若Nn-1＜N＜Nn時(shí)，計(jì)算配方藥劑量補(bǔ)償值△Kout_n，將Kout_n＝△Kout_n+Kout_n-1作為配方藥劑量輸出值Kout，其中，△Kout_n＝Kout_n-1×10％，n＝1時(shí)，Kout_n-1為KoutN-1；若出口水質(zhì)合格，停止計(jì)算，更新配方數(shù)據(jù)庫(kù)，具體為：在配方數(shù)據(jù)庫(kù)中將Kout_n更新為標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配方藥劑量值KoutN，原標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn更新成Nn+1，原標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn+1更新成Nn+2，依此類推，更新配方數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)；

若Nn＜N＜Nn+1時(shí)，計(jì)算配方藥劑量補(bǔ)償值△Kout_n，將Kout_n＝Kout_n-1-△Kout_n作為配方藥劑量輸出值Kout，其中，△Kout_n＝Kout_n-1×10％，n＝1時(shí)，Kout_n-1為KoutN+1；若出口水質(zhì)合格，停止計(jì)算，更新配方數(shù)據(jù)庫(kù)，具體為：在配方數(shù)據(jù)庫(kù)中將Kout_n標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn+1所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配方藥劑量值KoutN+1，原標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn+1更新成Nn+1，原標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn+2更新成Nn+3，依此類推，更新配方數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)；

控制輸出模塊，用于控制配方藥劑量輸出值Kou的輸出。

作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述標(biāo)準(zhǔn)配方藥劑量值KoutN的計(jì)算公式為：

KoutN＝k1×KA+K2×KB+K3×KC

k1、k2、k3為修正系數(shù)，范圍取0.5～1.5；

KA表示與標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn對(duì)應(yīng)的COD區(qū)間值所需藥劑量數(shù)據(jù)值；

KB表示與標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn對(duì)應(yīng)的濁度區(qū)間值所需藥劑量數(shù)據(jù)值；

KC表示與標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn對(duì)應(yīng)的出水流量區(qū)間值所需藥劑量數(shù)據(jù)值。

所述配方索引值N的計(jì)算公式為：配方索引值N＝int(Kcod/K)+1，其中，Kcod表示為COD當(dāng)前值，K表示為配方數(shù)據(jù)庫(kù)中COD區(qū)間值劃分的步長(zhǎng)。

所述進(jìn)水水質(zhì)檢測(cè)裝置包括進(jìn)水COD檢測(cè)儀、進(jìn)水濁度檢測(cè)儀。

所述出水水質(zhì)檢測(cè)裝置包括出水COD檢測(cè)儀、出水濁度檢測(cè)儀。

還包括輸送泵，所述輸送泵設(shè)于藥劑罐和藥劑攪拌裝置的連接管道上。

所述藥劑攪拌裝置包括攪拌桶和設(shè)于攪拌桶中的攪拌器，所述攪拌器上設(shè)有液位計(jì)，所述攪拌桶設(shè)有加藥口和出液口，所述加藥口與所述輸送泵相連，所述出液口與所述精準(zhǔn)計(jì)量泵相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明采用智能加藥配方控制器，通過(guò)對(duì)進(jìn)水、出水水質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋給加藥配方控制器，加藥配方控制器比對(duì)當(dāng)前水質(zhì)數(shù)據(jù)，智能查找對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)配方，補(bǔ)償加藥量，控制輸出加藥計(jì)量泵，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)加藥。通過(guò)智能學(xué)習(xí)過(guò)程，可取代人工藥劑配比實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)加藥計(jì)算方式，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)給藥控制，節(jié)省藥劑成本，水質(zhì)達(dá)標(biāo)不受進(jìn)水水質(zhì)影響，確保了出水水質(zhì)穩(wěn)定，效果遠(yuǎn)低于國(guó)家一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。

2、本發(fā)明的智能加藥系統(tǒng)，自動(dòng)化程度高，不需要人工搬運(yùn)費(fèi)，節(jié)省勞動(dòng)力成本；另外，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可節(jié)省改造投資成本，特別適用老污水處理廠的水質(zhì)提標(biāo)改造。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的智能加藥系統(tǒng)框架圖。

圖2為智能加藥配方控制器框架圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例：

如圖1所示，本發(fā)明的一種智能加藥系統(tǒng)，包括依次相連的藥劑罐、藥劑攪拌裝置、精準(zhǔn)加料裝置，精準(zhǔn)加料裝置包括精準(zhǔn)計(jì)量泵、智能加藥配方控制器、進(jìn)水水質(zhì)檢測(cè)裝置、出水水質(zhì)檢測(cè)裝置和出水流量計(jì)，濃度配比裝置的出口與精準(zhǔn)計(jì)量泵的入口相連，精準(zhǔn)計(jì)量泵的出口與二沉池或絮凝池相連，進(jìn)水水質(zhì)檢測(cè)裝置、出水水質(zhì)檢測(cè)裝置和出水流量計(jì)均與智能加藥配方控制器相連，智能加藥配方控制器對(duì)精準(zhǔn)計(jì)量泵進(jìn)行加藥量控制。

本實(shí)施例中，進(jìn)水水質(zhì)檢測(cè)裝置包括對(duì)二沉池或絮凝池的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的進(jìn)水COD檢測(cè)儀、進(jìn)水濁度(SS)檢測(cè)儀；對(duì)出水渠的水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)的出水水質(zhì)檢測(cè)裝置包括出水COD檢測(cè)儀、出水濁度檢測(cè)儀。

本實(shí)施例中，還包括輸送泵，輸送泵設(shè)于藥劑罐和藥劑攪拌裝置的連接管道上。

本實(shí)施例中，藥劑攪拌裝置包括攪拌桶和設(shè)于攪拌桶中的攪拌器，攪拌器上設(shè)有液位計(jì)，所述攪拌桶設(shè)有加藥口和出液口，所述加藥口與所述輸送泵相連，所述出液口與所述精準(zhǔn)計(jì)量泵相連。輸送泵直接將藥劑罐中濃度配比好的藥劑送到攪拌桶中，由攪拌桶內(nèi)的液位開關(guān)，控制輸送泵的啟停。即液位在下限時(shí)，輸送泵自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，開始對(duì)攪拌桶輸送藥劑；當(dāng)液位到達(dá)上限時(shí)，輸送泵停止工作。藥劑采用大分子無(wú)機(jī)鹽絮凝劑，如聚合無(wú)機(jī)鹽。

本發(fā)明采用自動(dòng)輸送的方式進(jìn)行藥劑輸送，可完全代替當(dāng)前人工搬運(yùn)手動(dòng)加藥模式，節(jié)省人力成本和時(shí)間。

為了加速絮凝，增大藥劑的交換作用面積，可在二沉池或絮凝池的上方設(shè)置多段并列排布并依次連通的噴藥管，每段噴藥管出口處設(shè)計(jì)一排與噴藥管連通方向垂直的N組噴嘴，噴嘴數(shù)量根據(jù)二沉池或絮凝池截面而定。精準(zhǔn)計(jì)量泵泵出來(lái)藥液達(dá)到各段噴藥管后，由其上的N組噴嘴噴入二沉池或絮凝池中。

精準(zhǔn)加藥裝置為整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，目的是向沉淀池注入濃度配比好的藥劑，按智能加藥配方控制器輸出要求，實(shí)施精準(zhǔn)加藥。為了保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，要求藥劑的配比濃度的誤差控制0.1％，COD值、濁度值(SS)、出水流量等值為關(guān)鍵指標(biāo)，三項(xiàng)指標(biāo)采樣數(shù)據(jù)最好都接入智能加藥配方控制器，條件不具備時(shí)，至少需要COD、出水流量?jī)身?xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)接入智能加藥配方控制器。智能加藥配方控制器根據(jù)采樣水質(zhì)數(shù)據(jù)，查詢比對(duì)配方參數(shù)，實(shí)時(shí)補(bǔ)償加藥量，控制輸出4-20M、或0-10V或RS485信號(hào)驅(qū)動(dòng)計(jì)量泵的變頻器，通過(guò)改變頻器的輸出頻率，調(diào)節(jié)計(jì)量泵的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)加藥。

具體地，如圖2所示，智能加藥配方控制器包括信息采用模塊、數(shù)據(jù)索引模塊、配方數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、智能配方學(xué)習(xí)模塊和控制輸出模塊。

配方數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用于存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)配方索引序列{Nn}及與標(biāo)準(zhǔn)配方索引序列{Nn}對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配方藥劑量序列{KoutN}；

標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn對(duì)應(yīng)為基礎(chǔ)配方數(shù)據(jù)庫(kù)一個(gè)具體配方數(shù)據(jù)，索引號(hào)為整數(shù)，按從小大到順序排列。配方數(shù)據(jù)庫(kù)由COD值、SS濁度值、出水流量值區(qū)間范圍,找到這三種工藝參數(shù)對(duì)應(yīng)的藥劑量數(shù)據(jù)值,分別為KA、KB、KC。標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配方藥劑量值KoutN的計(jì)算公式為：

KoutN＝k1×KA+K2×KB+K3×KC

k1、k2、k3為修正系數(shù)，范圍取0.5～1.5；

KA表示與標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn對(duì)應(yīng)的COD區(qū)間值所需藥劑量數(shù)據(jù)值；

KB表示與標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn對(duì)應(yīng)的濁度區(qū)間值所需藥劑量數(shù)據(jù)值；

KC表示與標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn對(duì)應(yīng)的出水流量區(qū)間值所需藥劑量數(shù)據(jù)值。

采樣輸入模塊接收進(jìn)水水質(zhì)信號(hào)、出水水質(zhì)信號(hào)和出水流量信號(hào)；其中，進(jìn)水水質(zhì)信號(hào)和出水水質(zhì)信號(hào)均包括COD、SS、F等水質(zhì)在線分析儀表輸出的4-20MA\0-10V\RS485的信號(hào)。

數(shù)據(jù)索引模塊用于將進(jìn)水水質(zhì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為配方索引值N，并在配方數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中查找與所述配方索引值N最接近的標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn；當(dāng)N＝Nn時(shí)，將標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配方藥劑量值KoutN作為配方藥劑量輸出值Kout。

本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)索引模塊根據(jù)采樣COD當(dāng)前值Kcod，查找到COD區(qū)間值對(duì)應(yīng)的索引數(shù)據(jù)，進(jìn)行配方索引數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，計(jì)算當(dāng)前的配方索引值N。配方索引值N＝int(Kcod/K)+1，其中，Kcod表示為COD當(dāng)前值，K表示為配方數(shù)據(jù)庫(kù)中COD區(qū)間值劃分的步長(zhǎng)，K的取值范圍為1～200。如配方數(shù)據(jù)庫(kù)中COD區(qū)間值劃分為：【1-50】，【51-100】，【101-150】……，則K＝50。

當(dāng)配方索引值N與標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn不相等時(shí)，查詢基礎(chǔ)配方數(shù)據(jù)庫(kù)，找不到合適的索引Nn的配方藥劑量數(shù)據(jù)值KoutN，于是，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)入自動(dòng)進(jìn)行智能配方自學(xué)習(xí)模式。

智能配方學(xué)習(xí)模塊主要用于完善配方數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)，當(dāng)然也可以通過(guò)人工輸入的辦法在后臺(tái)更新或修正配方數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)N≠Nn時(shí)，修正配方數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，詳細(xì)過(guò)程為：

當(dāng)配方索引N值小于標(biāo)準(zhǔn)配方索引Nn又大于Nn-1時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)查詢Nn-1的配方數(shù)據(jù)，提取配方值KoutN-1，同時(shí)按KoutN-1的10％進(jìn)行自動(dòng)加補(bǔ)償?shù)贸雠浞剿巹┝垦a(bǔ)償值△Kout_1，將Kout_1＝KoutN-1+△Kout_1作為配方藥劑量輸出值Kout，進(jìn)行智能學(xué)習(xí)控制輸出，根據(jù)出水水質(zhì)反饋結(jié)果，判斷加藥量的精準(zhǔn)度；如果精準(zhǔn)度不理想，則進(jìn)行第二次調(diào)整，按Kout_1的10％進(jìn)行自動(dòng)加補(bǔ)償?shù)贸觥鱇out_2，將Kout_2＝Kout_1+△Kout_2作為配方藥劑量輸出值Kout，進(jìn)行智能學(xué)習(xí)控制輸出，判斷加藥量的精準(zhǔn)度；如果精準(zhǔn)度仍不理想，按上述方法類推，即計(jì)算配方藥劑量補(bǔ)償值△Kout_n，將Kout_n＝△Kout_n+Kout_n-1作為配方藥劑量輸出值Kout，直至出水水質(zhì)合格為止，則證明加藥精準(zhǔn)度理想。一般通過(guò)1-4次智能學(xué)習(xí)，便能找到最佳的精準(zhǔn)加藥量。在找到最佳的精準(zhǔn)加藥量后，停止計(jì)算，系統(tǒng)自動(dòng)結(jié)束智能學(xué)習(xí)模式，同時(shí)將智能學(xué)習(xí)的結(jié)果，寫入配方數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)更新配方索引。具體為：在配方數(shù)據(jù)庫(kù)中將Kout_n更新為標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配方藥劑量值KoutN，原標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn更新成Nn+1,原標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn+1更新成Nn+2,依此類推，更新配方數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)。

當(dāng)配方索引N值大于標(biāo)準(zhǔn)配方索引Nn又小于Nn+1時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)查詢Nn+1的配方數(shù)據(jù)，提取配方值KoutN+1，同時(shí)按KoutN+1的10％進(jìn)行自動(dòng)減補(bǔ)償?shù)贸雠浞剿巹┝垦a(bǔ)償值△Kout_1，將Kout_1＝KoutN+1-△Kout_1作為配方藥劑量輸出值Kout，進(jìn)行智能學(xué)習(xí)控制輸出，根據(jù)出水水質(zhì)反饋結(jié)果，判斷加藥量的精準(zhǔn)度；如果精準(zhǔn)度不理想，則進(jìn)行第二次調(diào)整，按Kout_1的10％進(jìn)行自動(dòng)加補(bǔ)償?shù)贸觥鱇out_2，將Kout_2＝Kout_1-△Kout_2作為配方藥劑量輸出值Kout，進(jìn)行智能學(xué)習(xí)控制輸出，判斷加藥量的精準(zhǔn)度；如果精準(zhǔn)度仍不理想，按上述方法類推，即計(jì)算配方藥劑量補(bǔ)償值△Kout_n，將Kout_n＝Kout_n-1-△Kout_n作為配方藥劑量輸出值Kout，直至出水水質(zhì)合格為止，則證明加藥精準(zhǔn)度理想。一般通過(guò)1-4次智能學(xué)習(xí)，便能找到最佳的精準(zhǔn)加藥量。在找到最佳的精準(zhǔn)加藥量后，停止計(jì)算，系統(tǒng)自動(dòng)結(jié)束智能學(xué)習(xí)模式，同時(shí)將智能學(xué)習(xí)的結(jié)果，寫入配方數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)更新配方索引。具體為：在配方數(shù)據(jù)庫(kù)中將Kout_n標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn+1所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)配方藥劑量值KoutN+1，原標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn+1更新成Nn+1,原標(biāo)準(zhǔn)配方索引值Nn+2更新成Nn+3,依此類推，更新配方數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)。

控制輸出模塊用于控制配方藥劑量輸出值Kou的輸出。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例。凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)該指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下的改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。