本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種自動控制的智能污水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù):
隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展,資源匱乏、環(huán)境污染等問題日益突出,經(jīng)濟發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日益尖銳,依靠大量消耗資源支撐的粗放型經(jīng)濟增長模式使得資源約束矛盾更加突出,環(huán)境形勢十分嚴峻,嚴重影響可持續(xù)發(fā)展。轉(zhuǎn)變增長方式,做好節(jié)能減排,是實現(xiàn)經(jīng)濟社會全面、和諧、可持續(xù)發(fā)展的迫切要求。
國內(nèi)現(xiàn)有污水處理廠自動化設(shè)備投入較低,能耗高,而且系統(tǒng)大多在投產(chǎn)時沒能達到設(shè)計運行要求,或在運行一段時間后改為部分自動、部分手動的運行狀態(tài)。自動化系統(tǒng)成套引進國外產(chǎn)品和技術(shù),以后雖然硬件系統(tǒng)在國內(nèi)采購,控制技術(shù)并沒有被系統(tǒng)的吸收。國內(nèi)污水處理行業(yè)的自動化專業(yè)力量較低,很多興建的污水處理工程的自動化系統(tǒng)是由冶金、化工、輕工等領(lǐng)域工程師設(shè)計、編程和調(diào)試的,對污水處理工藝了解較少,不能結(jié)合具體工藝進行控制策略設(shè)計,更加沒有考慮節(jié)能消耗的設(shè)計。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題,本發(fā)明提出了一種自動控制的智能污水處理系統(tǒng);
本發(fā)明提出的一種自動控制的智能污水處理系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:第一處理池、第二處理池、第三處理池、采集裝置、分析裝置、計時裝置、控制裝置;
第一處理池上設(shè)有污水進口、第一出水口、第二出水口,污水進口和第一出水口設(shè)于第一處理池相對的兩側(cè),第一出水口和第二出水口設(shè)于設(shè)于第一處理池的同側(cè);
第一處理池從污水進口至第一出水口方向依次設(shè)有豎直設(shè)置的第一過濾裝置、第二過濾裝置、第三過濾裝置,第一過濾裝置、第二過濾裝置、第三過濾裝置在水平方向上將第一處理池分為第一過濾單元、第二過濾單元、第三過濾單元、第四過濾單元;
采集裝置用于采集第四過濾單元內(nèi)水的圖像信息;
分析裝置用于對第四過濾單元內(nèi)水的圖像信息進行灰度處理,且將灰度處理圖像與預(yù)設(shè)圖像進行相似度比較并輸出相似度比較結(jié)果s;
第二處理池上設(shè)有第二進水口和第三出水口,第二進水口與第一出水口通過第一管道連通,第一管道上設(shè)有第一電磁閥;第二處理池內(nèi)設(shè)有清潔裝置,清潔裝置與控制裝置通信連接并根據(jù)控制裝置的指令動作對第二處理池內(nèi)的水進行清潔;
第三處理池上設(shè)有第三進水口和第四出水口,第三進水口與第二出水口通過第二管道連通,第二管道上設(shè)有第二電磁閥,第三進水口與第三出水口通過第三管道連通,第三管道上設(shè)有第三電磁閥,第四出水口處設(shè)有第四電磁閥;第三處理池頂部設(shè)有加藥箱,加藥箱底部設(shè)有落藥口,落藥口處設(shè)有落藥閥門;第三處理池內(nèi)設(shè)有檢測裝置,檢測裝置用于檢測第二處理池內(nèi)有機物含量y;
控制裝置,與計時裝置、采集裝置、分析裝置、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、第四電磁閥、檢測裝置、落藥閥門通信連接;
控制裝置通過計時裝置獲取時間信息;控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第一相似度s1、第二相似度s2,控制裝置通過分析裝置獲取相似度比較結(jié)果s,并將s與s1、s2進行比較,再根據(jù)比較結(jié)果與時間信息指令控制第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、清潔裝置動作;控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第一有機物含量值y1、第二有機物含量值y2,控制裝置通過檢測裝置獲取第三處理池內(nèi)有機物含量y,并將y與y1、y2進行比較,再根據(jù)比較結(jié)果與時間信息指令控制落藥閥門、第四電磁閥動作。
優(yōu)選地,控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第一時間值t1、第二時間值t2、第三時間值t3;
當s>s2時,控制裝置指令控制第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、清潔裝置動作,將第二電磁閥調(diào)整為開啟狀態(tài)、將第一電磁閥和第三電磁閥調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)、將清潔裝置調(diào)整為停止工作狀態(tài);
當s1≤s≤s2時,控制裝置指令控制第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、清潔裝置動作,將第一電磁閥調(diào)整為開啟狀態(tài)、將第二電磁閥和第三電磁閥調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)、將清潔裝置調(diào)整為開始工作狀態(tài)且在t1時間后將清潔裝置調(diào)整為停止工作狀態(tài);
當s<s1時,控制裝置指令控制第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥、清潔裝置動作,將第一電磁閥調(diào)整為開啟狀態(tài)、將第二電磁閥和第三電磁閥調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)、將清潔裝置調(diào)整為開始工作狀態(tài)且在t2時間后將清潔裝置調(diào)整為停止工作狀態(tài);
控制裝置將清潔裝置調(diào)整為停止工作狀態(tài)t3時間后指令控制第三電磁閥動作,將第三電磁閥調(diào)整為開啟狀態(tài)。
優(yōu)選地,控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第四時間值t4、第五時間值t5、第六時間值t6;
當y<y1時,控制裝置指令控制落藥閥門、第四電磁閥動作,將落藥閥門調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài),且在t4時間后將第四電磁閥調(diào)整為開啟狀態(tài);
當y1≤y≤y2時,控制裝置指令控制落藥閥門、第四電磁閥動作,將落藥閥門調(diào)整為開啟狀態(tài)且在t5時間后將落藥閥門調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)、將第四電磁閥調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài);
當y>y2時,控制裝置指令控制落藥閥門、第四電磁閥動作,將落藥閥門調(diào)整為開啟狀態(tài)且在t6時間后將落藥閥門調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)、將第四電磁閥調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)。
優(yōu)選地,第一過濾裝置、第二過濾裝置、第三過濾裝置的目數(shù)依次增大。
優(yōu)選地,第一處理池內(nèi)設(shè)有第一傳感器,第一傳感器用于檢測第一處理池內(nèi)水的高度h;
第一傳感器與控制裝置通信連接,控制裝置通過第一傳感器獲取第一處理池內(nèi)水的高度h;
控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第一高度值h1,當h≤h1時,控制單元指令控制第一電磁閥、第二電磁閥動作,將第一電磁閥、第二電磁閥調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)。
優(yōu)選地,第二處理池內(nèi)設(shè)有第二傳感器,第二傳感器用于檢測第二處理池內(nèi)水的高度h0;
第二傳感器與控制裝置通信連接,控制裝置通過第二傳感器獲取第二處理池內(nèi)水的高度h0;
控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第二高度值h2,當h0≤h2時,控制單元指令控制第三電磁閥動作,將第三電磁閥調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)。
優(yōu)選地,第三處理池內(nèi)設(shè)有第三傳感器,第三傳感器用于檢測第三處理池內(nèi)水的高度h00;
第三傳感器與控制裝置通信連接,控制裝置通過第三傳感器獲取第三處理池內(nèi)水的高度h00;
控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第三高度值h3,當h00≤h3時,控制單元指令控制第四電磁閥動作,將第四電磁閥調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)。
優(yōu)選地,第三處理池底部設(shè)有排污口。
本發(fā)明中第一處理池用于對污水中的雜質(zhì)進行過濾,且第一處理池內(nèi)包含多個過濾裝置,多個過濾裝置的目數(shù)依次增加可對不同大小和不同體積的雜質(zhì)進行分層過濾,提高了對污水中雜質(zhì)的過濾效果,且多個過濾裝置將第一處理池分為多個過濾單元,本發(fā)明對最靠近出水口的第四過濾單元進行圖像采集,并對采集的圖像進行分析以獲取第四過濾單元內(nèi)水中的雜質(zhì)數(shù)量,當?shù)谒倪^濾單元的圖像分析結(jié)果表明水中雜質(zhì)較多時,則第一處理池內(nèi)的水流入第二處理池進行第二次除雜,利用清潔裝置對第二處理池內(nèi)水中雜質(zhì)進行去除,保證經(jīng)過清潔裝置清潔后的水中盡可能少的含有雜質(zhì),并將清潔后的水引入第三處理池,提高第三處理池的處理工序?qū)ξ鬯奶幚硇Ч划數(shù)谒倪^濾單元的水中含有較少雜質(zhì)時,則將第一處理池內(nèi)的水直接引入第三處理池進行生物處理;如此,根據(jù)第一處理池內(nèi)污水中的雜質(zhì)含量為污水選擇是否進行第二次除雜,有效地提高了對污水中雜質(zhì)的去除效果,進而提高生物處理方法對污水的處理效果。
第三處理池根據(jù)水中有機物含量的不同為落藥閥門選擇不同的開啟時間來改變加入第三處理池內(nèi)藥物的量,使得加入第三處理池內(nèi)藥物的量與第三處理池內(nèi)水中有機物含量具有更多的匹配度,提高第三處理池對水中有機物的針對性處理,有利于保證第三處理池對污水的處理效果。
附圖說明
圖1為本發(fā)明提出的一種自動控制的智能污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明提出的一種自動控制的智能污水處理系統(tǒng)的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示,圖1為本發(fā)明提出的一種自動控制的智能污水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
如圖2所示,圖2為本發(fā)明提出的一種自動控制的智能污水處理系統(tǒng)的控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;
參照圖1、圖2,本發(fā)明提出的一種自動控制的智能污水處理系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:第一處理池1、第二處理池2、第三處理池3、采集裝置10、分析裝置、計時裝置、控制裝置;
第一處理池1上設(shè)有污水進口4、第一出水口6、第二出水口5,污水進口4和第一出水口6設(shè)于第一處理池1相對的兩側(cè),第一出水口6和第二出水口5設(shè)于設(shè)于第一處理池1的同側(cè);第一處理池1設(shè)有兩個出水口,使得第一處理池1內(nèi)的水可以根據(jù)實際狀態(tài)選擇性地通過第一出水口6或第二出水口5,保證離開第一處理池1的水接下來的處理過程可以順利進行。
第一處理池1從污水進口4至第一出水口6方向依次設(shè)有豎直設(shè)置的第一過濾裝置7、第二過濾裝置8、第三過濾裝置9,第一過濾裝置7、第二過濾裝置8、第三過濾裝置9在水平方向上將第一處理池1分為第一過濾單元、第二過濾單元、第三過濾單元、第四過濾單元;具體地,第一過濾裝置7、第二過濾裝置8、第三過濾裝置9的目數(shù)依次增大,使得第一處理池1內(nèi)水中的固態(tài)雜質(zhì)根據(jù)實際體積和大小被阻斷,防止第一處理池1內(nèi)的水流入第二處理池2或第三處理池3。
采集裝置10用于采集第四過濾單元內(nèi)水的圖像信息;
分析裝置用于對第四過濾單元內(nèi)水的圖像信息進行灰度處理,且將灰度處理圖像與預(yù)設(shè)圖像進行相似度比較并輸出相似度比較結(jié)果s;由于第三過濾裝置9的目數(shù)較大,因此可以過濾體積較小的固態(tài)雜質(zhì),通過檢測第四過濾單元內(nèi)水的具體情況可直觀地反映出第一處理池1內(nèi)三個過濾裝置的過濾效果,方便根據(jù)第一處理池1內(nèi)三個過濾裝置的過濾效果為第一處理池1內(nèi)的水選擇流動方向。
第二處理池2上設(shè)有第二進水口12和第三出水口13,第二進水口12與第一出水口6通過第一管道連通,第一管道上設(shè)有第一電磁閥11;第二處理池2內(nèi)設(shè)有清潔裝置14,清潔裝置14與控制裝置通信連接并根據(jù)控制裝置的指令動作對第二處理池2內(nèi)的水進行清潔;優(yōu)選地,清潔裝置可采用打撈裝置,將第二處理池2內(nèi)水中的雜質(zhì)打撈出來,提高第二處理池2內(nèi)水的潔凈度。
第三處理池3上設(shè)有第三進水口17和第四出水口18,第三進水口17與第二出水口5通過第二管道連通,第二管道上設(shè)有第二電磁閥15,第三進水口17與第三出水口13通過第三管道連通,第三管道上設(shè)有第三電磁閥16,第四出水口18處設(shè)有第四電磁閥22;當?shù)谝惶幚沓?內(nèi)三個過濾裝置對第一處理池1內(nèi)的水的過濾效果較好時,第一處理池1內(nèi)的水通過第二出水口5直接流入第三處理池3進行生物處理;當?shù)谝惶幚沓?內(nèi)三個過濾裝置對第一處理池1內(nèi)的水的過濾效果不好時,第一處理池1內(nèi)的水通過第一出水口6流入第二處理池2進行清潔后再流入第三處理池3進行生物處理,在保證流入第三處理池3內(nèi)水的潔凈度的基礎(chǔ)上提高第三處理池3對水的生物處理效果。
第三處理池3頂部設(shè)有加藥箱19,加藥箱19底部設(shè)有落藥口,落藥口處設(shè)有落藥閥門20;加藥箱19用于存儲有將污水中有機物轉(zhuǎn)化為無機物的藥品,使第三處理池3內(nèi)的有機物進行分解和降解;第三處理池3內(nèi)設(shè)有檢測裝置21,檢測裝置21用于檢測第二處理池2內(nèi)有機物含量y;
第三處理池3底部設(shè)有排污口,排污口用于排出第三處理池3底部堆積的淤泥等垃圾。
控制裝置,與計時裝置、采集裝置10、分析裝置、第一電磁閥11、第二電磁閥15、第三電磁閥16、第四電磁閥22、檢測裝置21、落藥閥門20通信連接;
控制裝置通過計時裝置獲取時間信息;控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第一相似度s1、第二相似度s2,控制裝置通過分析裝置獲取相似度比較結(jié)果s,并將s與s1、s2進行比較,再根據(jù)比較結(jié)果與時間信息指令控制第一電磁閥11、第二電磁閥15、第三電磁閥16、清潔裝置14動作;控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第一有機物含量值y1、第二有機物含量值y2,控制裝置通過檢測裝置21獲取第三處理池3內(nèi)有機物含量y,并將y與y1、y2進行比較,再根據(jù)比較結(jié)果與時間信息指令控制落藥閥門20、第四電磁閥22動作。
具體地,控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第一時間值t1、第二時間值t2、第三時間值t3;
當s>s2時,表明第四過濾單元的圖像信息與預(yù)設(shè)圖像信息相似度較大,即第四過濾單元內(nèi)雜質(zhì)較少,控制裝置指令控制第一電磁閥11、第二電磁閥15、第三電磁閥16、清潔裝置14動作,將第二電磁閥15調(diào)整為開啟狀態(tài)、將第一電磁閥11和第三電磁閥16調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)、將清潔裝置14調(diào)整為停止工作狀態(tài),使第一處理池1內(nèi)的水直接流入第三處理池3進行生物處理;
當s1≤s≤s2時,表明第四過濾單元的圖像信息與預(yù)設(shè)圖像信息相似度中等,即第四過濾單元內(nèi)存在一些雜質(zhì),即需要對第一處理池1內(nèi)的水再做清潔處理,此時控制裝置指令控制第一電磁閥11、第二電磁閥15、第三電磁閥16、清潔裝置14動作,將第一電磁閥11調(diào)整為開啟狀態(tài)、將第二電磁閥15和第三電磁閥16調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)、將清潔裝置14調(diào)整為開始工作狀態(tài)且在t1時間后將清潔裝置14調(diào)整為停止工作狀態(tài),第一處理池1內(nèi)的水流入第二處理池2內(nèi)進行清潔處理,且清潔裝置14在工作t1時間后將第二處理池2內(nèi)的水引入第三處理池3進行生物處理;
當s<s1時,表明第四過濾單元的圖像信息與預(yù)設(shè)圖像信息相似度較低,即第四過濾單元內(nèi)存在較多雜質(zhì),即需要加大對第一處理池1內(nèi)的水的清潔力度,此時控制裝置指令控制第一電磁閥11、第二電磁閥15、第三電磁閥16、清潔裝置14動作,將第一電磁閥11調(diào)整為開啟狀態(tài)、將第二電磁閥15和第三電磁閥16調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)、將清潔裝置14調(diào)整為開始工作狀態(tài)且在t2時間后將清潔裝置14調(diào)整為停止工作狀態(tài),第一處理池1內(nèi)的水流入第二處理池2內(nèi)進行清潔處理,且加大清潔裝置14的工作時間,清潔裝置14完成清潔工作后將第二處理池2內(nèi)的水引入第三處理池3進行生物處理;
控制裝置將清潔裝置14調(diào)整為停止工作狀態(tài)t3時間后指令控制第三電磁閥16動作,將第三電磁閥16調(diào)整為開啟狀態(tài),上述t3時間設(shè)置為可使第二處理池2內(nèi)的水全部流入第三處理池3的充足時間。
當?shù)谌幚沓?內(nèi)有充足的水時,再進行生物處理操作,具體地:控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第四時間值t4、第五時間值t5、第六時間值t6;
當y<y1時,表明第三處理池3內(nèi)水中有機物的含量較低,此時無需再利用藥劑來降低第三處理池3內(nèi)水中的有機物含量,控制裝置指令控制落藥閥門20、第四電磁閥22動作,將落藥閥門20調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài),且在t4時間后將第四電磁閥22調(diào)整為開啟狀態(tài);
當y1≤y≤y2時,表明第三處理池3內(nèi)水中有機物的含量略微超標,此時需要再利用藥劑來降低第三處理池3內(nèi)水中的有機物含量,控制裝置指令控制落藥閥門20、第四電磁閥22動作,將落藥閥門20調(diào)整為開啟狀態(tài)且在t5時間后將落藥閥門20調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)、將第四電磁閥22調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài);
當y>y2時,表明第三處理池3內(nèi)水中有機物的含量嚴重超標,此時應(yīng)該快速對第三處理池3內(nèi)水中的有機物進行處理,控制裝置指令控制落藥閥門20、第四電磁閥22動作,將落藥閥門20調(diào)整為開啟狀態(tài)且在t6時間后將落藥閥門20調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)、將第四電磁閥22調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài),加大落藥閥門20的開啟時間來增加加入第三處理池3內(nèi)的藥劑量,使得第三處理池3內(nèi)水中的有機物可以快速被降解。
具體地,為根據(jù)第一處理池1內(nèi)的實際水量來控制第一電磁閥11、第二電磁閥15動作,第一處理池1內(nèi)設(shè)有第一傳感器,第一傳感器用于檢測第一處理池1內(nèi)水的高度h;
第一傳感器與控制裝置通信連接,控制裝置通過第一傳感器獲取第一處理池1內(nèi)水的高度h;
控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第一高度值h1,當h≤h1時,表明第一處理池1內(nèi)經(jīng)過過濾處理的水的量很低,此時控制單元指令控制第一電磁閥11、第二電磁閥15動作,將第一電磁閥11、第二電磁閥15調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)。
具體地,第二處理池2內(nèi)設(shè)有第二傳感器,第二傳感器用于檢測第二處理池2內(nèi)水的高度h0;
第二傳感器與控制裝置通信連接,控制裝置通過第二傳感器獲取第二處理池2內(nèi)水的高度h0;
控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第二高度值h2,當h0≤h2時,表明第二處理池2內(nèi)經(jīng)過清潔處理后的水已全部流入第三處理池3內(nèi),此時控制單元指令控制第三電磁閥16動作,將第三電磁閥16調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)。
具體地,第三處理池3內(nèi)設(shè)有第三傳感器,第三傳感器用于檢測第三處理池3內(nèi)水的高度h00;
第三傳感器與控制裝置通信連接,控制裝置通過第三傳感器獲取第三處理池3內(nèi)水的高度h00;
控制裝置內(nèi)預(yù)設(shè)有第三高度值h3,當h00≤h3時,表明第三處理池3內(nèi)經(jīng)過生物處理后的水已排放完,此時控制單元指令控制第四電磁閥22動作,將第四電磁閥22調(diào)整為關(guān)閉狀態(tài)。
第一處理池1用于對污水中的雜質(zhì)進行過濾,且第一處理池1內(nèi)包含多個過濾裝置,多個過濾裝置的目數(shù)依次增加可對不同大小和不同體積的雜質(zhì)進行分層過濾,提高了對污水中雜質(zhì)的過濾效果,且多個過濾裝置將第一處理池1分為多個過濾單元,對最靠近出水口的第四過濾單元進行圖像采集,并對采集的圖像進行分析以獲取第四過濾單元內(nèi)水中的雜質(zhì)數(shù)量,當?shù)谒倪^濾單元的圖像分析結(jié)果表明水中雜質(zhì)較多時,則第一處理池1內(nèi)的水流入第二處理池2進行第二次除雜,利用清潔裝置14對第二處理池2內(nèi)水中雜質(zhì)進行去除,保證經(jīng)過清潔裝置14清潔后的水中盡可能少的含有雜質(zhì),并將清潔后的水引入第三處理池3,提高第三處理池3的處理工序?qū)ξ鬯奶幚硇Ч?;當?shù)谒倪^濾單元的水中含有較少雜質(zhì)時,則將第一處理池1內(nèi)的水直接引入第三處理池3進行生物處理;如此,根據(jù)第一處理池1內(nèi)污水中的雜質(zhì)含量為污水選擇是否進行第二次除雜,有效地提高了對污水中雜質(zhì)的去除效果,進而提高生物處理方法對污水的處理效果。
第三處理池3根據(jù)水中有機物含量的不同為落藥閥門選擇不同的開啟時間來改變加入第三處理池3內(nèi)藥物的量,使得加入第三處理池3內(nèi)藥物的量與第三處理池3內(nèi)水中有機物含量具有更多的匹配度,提高第三處理池3對水中有機物的針對性處理,有利于保證第三處理池3對污水的處理效果。
以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。