[发明专利]一种活性污泥法污水处理系统

说明书

本发明公开了一种活性污泥法污水处理系统，包括依次通信连接的感知层子系统、执行层子系统、策略层子系统以及应用层子系统。本发明将人工智能应用于污水处理系统，首先通过感知层子系统中的各个传感器采集污水处理现场的各种环境数据，并将这些环境数据和执行层子系统中的设备数据上传到云平台数据库，再利用人工智能通过大数据计算，发送控制指令给执行层子系统的可编程控制器，通过可编程控制器控制各设备运行。本发明实现了污水处理的无人化运行、大数据管理以及物联网应用，智能化程度高。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种活性污泥法污水处理系统的设计。

背景技术

现有的污水处理系统，其传感器采集的污水数据只用于在线显示，由操作人员操作设备运行，污水处理的效果受操作人员的专业性和责任心影响很大，且智能化程度较低。要想实现污水处理系统的智能化控制，从控制系统设计的角度看，污水处理系统由于污染物质的多样性、复杂性和变化性，属于难以控制的复杂工业过程，主要体现在以下五个方面：(1)对象的复杂性；(2)环境的复杂性；(3)任务的复杂性；(4)处理过程具有多目标融合的特点；(5)检测手段匮乏。以上特点使得基于传统控制理论的污水处理过程控制系统难以取得满意的控制效果。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的污水处理系统智能化程度较低，污水处理的效果受操作人员影响较大的问题，提出了一种活性污泥法污水处理系统。

本发明的技术方案为：一种活性污泥法污水处理系统，包括依次通信连接的感知层子系统、执行层子系统、策略层子系统以及应用层子系统；感知层子系统用于采集污水数据；执行层子系统用于根据污水数据控制设备的运行状态和参数，进而对污水进行处理；策略层子系统用于存储污水数据，并生成执行层子系统的控制指令；应用层子系统用于通过软件应用程序向操作人员展示污水数据以及污水处理的过程及结果，并提供设备远程手动操作模式功能。

优选地，执行层子系统包括可编程控制器、4G路由器、原水泵、曝气风机、混合液回流泵、污泥回流泵以及粉剂投加设备，原水泵、曝气风机、混合液回流泵、污泥回流泵和粉剂投加设备均通过MODBUS RTU协议与可编程控制器通信连接并进行数据交换，4G路由器通过MODBUS TCP协议与可编程控制器通信连接并进行数据交换；可编程控制器用于控制执行层子系统中的设备对污水进行处理；4G路由器用于实现可编程序控制器与策略层子系统之间的数据交换；原水泵设置于调节池中，用于污水进水；曝气风机设置于好氧池中，用于对好氧池进行曝气；混合液回流泵设置于好氧池中，用于实现好氧池混合液的回流；污泥回流泵设置于沉淀池中，用于实现沉淀池污泥的回流；粉剂投加设备设置于设备间内，用于自动向消毒池投加消毒剂。

优选地，原水泵、混合液回流泵和污泥回流泵均为磁力驱动泵，曝气风机为回转风机。

优选地，感知层子系统包括流量计、溶氧传感器、污泥浓度传感器、COD传感器、氨氮传感器和摄像头，流量计、溶氧传感器、污泥浓度传感器、COD传感器、氨氮传感器和摄像头均通过RS485通信接口与可编程控制器通信连接并进行数据交换；流量计设置于污水处理系统的进水口和出水口，用于测量系统进水流量和出水流量；溶氧传感器设置于缺氧池和好氧池中，用于测量缺氧池和好氧池的溶解氧值；污泥浓度传感器设置于好氧池中，用于测量好氧池的污泥浓度；COD传感器设置于缺氧池和沉淀池中，用于测量缺氧池和沉淀池的COD值；氨氮传感器设置于缺氧池和沉淀池中，用于测量缺氧池和沉淀池的氨氮值；摄像头设置于污水处理现场，用于采集污水处理现场视频。

优选地，流量计为电磁流量计。

优选地，溶氧传感器为荧光法溶氧传感器，污泥浓度传感器为光线法污泥浓度传感器。

优选地，COD传感器为紫外光谱法COD传感器，氨氮传感器为电极法氨氮传感器。

优选地，摄像头为云摄像头。