[发明专利]基于图像采集的污水处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于图像采集的污水处理系统及方法，其中该污水处理系统包括控制器和与控制器通信连接的药品添加装置、图像采集装置；药品添加装置用于向污水处理容器中添加凝聚剂，图像采集装置用于采集污水处理容器中水体的沉降图像，并根据沉降图像生成代表絮凝效果的特征参数，控制器用于根据特征参数实时调节药品添加装置所输出的沉降药品的量；通过上述污水处理系统，可根据污水处理容器内水体的实时变化，实时调节沉降药品的添加量，以得到良好的沉降效果，同时节约药品用量，另外，由于沉降图像反映的是污水处理容器中当前水体总的沉降效果图，可适用于各种水质，而且可有效应对污水水质、水量的时变性和非线性。

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种基于图像采集的污水处理系统及方法。

背景技术

畜禽养殖场粪污水主要由尿液、饲料残渣、夹杂粪便及圈舍冲洗水组成，其中冲洗水及尿液占了绝大部分。畜禽养殖废水成分复杂，总体来说，畜禽养殖废水是典型的高浓度有机废水，其具有化学需氧量(COD)或生化需氧量(BOD)、氨氮(NH3-N)、悬浮物(SS)、总磷(TP)浓度高的特点。污水处理是一个极其复杂的系统，特点是多变量、非线性、时变性。鉴于污水处理任务的特殊性，整个处理系统又要求有较高的稳定性和可靠性。

在目前污水处理过程中，虽然部分污水处理厂已经实现了药剂的自动添加，但是在絮凝、助凝等药剂添加方面，添加量与复配往往是在通过试验结果所得或参照相似水质条件下的运行经验等经综合比较确定。然而实验室很难完全模拟现场的复杂工况，又加上现场工人经验的差异与人为参与的局限性，因此，这类加药模式的准确性与稳定性以及适应性都很难保证。

实践表明，采用自动加药是提高设备效率、优化工艺过程、减少运行成本、强化管理工作的有效途径。目前经常采用的自动加药系统大体分为两类一是由在线式水质单项参数传感-变送器或检测仪构成的定值调节系统。这类系统只对单个水质参数进行采集、控制和调节，适用于小型、单水源水厂的技术改造项目；二是采用DCS或PLC/based-PC的控制系统，这类系统能够实现在控制中心的屏幕上观测和操作模拟流程，但是需要人工设置，并不能保证控制效果最佳化。同时养殖污水水质、水量具有时变性、非线性，虽然目前采用计量泵定量加药实现了自动化，但是，计量泵不能根据污水实时情况来自动调节加药量，即不能实现智能化，造成药剂的浪费或处理效果的不理想，导致处理成本增加。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题而提供一种可根据污水处理容器中水体的实时状况实时调节沉降药品添加量以使得污水达到理想沉降效果的基于图像采集的污水处理系统及方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种基于图像采集的污水处理系统，包括控制器和与所述控制器通信连接的药品添加装置、图像采集装置；所述药品添加装置用于向污水处理容器中添加凝聚剂，所述图像采集装置用于采集所述污水处理容器中水体的沉降图像，并根据所述沉降图像生成代表絮凝效果的特征参数，所述控制器用于根据所述特征参数实时调节所述药品添加装置所输出的沉降药品的量。

与现有技术相比，本发明基于图像采集的污水处理系统，采用图像采集装置实时采集污水处理容器中水体的沉降图像，然后利用数字化图像处理技术对采集到的沉降图像进行处理，以识别出代表絮凝效果的特征参数，然后控制器根据该特征参数控制药品添加装置的工作状态，从而调节沉降药品的添加量；由此可知，通过上述污水处理系统，可根据污水处理容器内水体的实时变化，实时调节沉降药品的添加量，以得到良好的沉降效果，同时节约药品用量，另外，由于沉降图像反映的是污水处理容器中当前水体总的沉降效果图，可适用于各种水质，而且可有效应对污水水质、水量的时变性和非线性。

较佳地，所述特征参数包括絮体的等效直径、分形维数以及浓度中的其中一个或多个。

较佳地，还包括与所述控制器通信连接的容量检测装置，所述容量检测装置用于检测所述污水处理容器中的污水容量，所述控制器可根据所述容量检测装置的反馈调节所述药品添加装置所输出的沉降药品的量。