[发明专利]一种基于多模式优化的污水处理SBR工艺过程控制专家系统

说明书

本发明公开了一种基于多模式优化的污水处理SBR工艺过程控制专家系统，包括：人机界面、控制柜、四个SBR污水处理反应器；人机界面可以实现过程实现监视和运行模式的确认；其中过程监视为实时显示控制柜和四个SBR污水处理反应器运行状态，运行模式的确认为根据输入进水的水质参数和反应器环境参数匹配运行模式，可选择使用系统匹配的运行模式，也可手动输入一个新模式，若新模式运行良好可将该模式补充至专家系统知识库中不断完善系统；系统的控制柜可以实现对SBR污水处理反应器的自动和手动控制。本发明可以代替人类专家对不同进水水质和处理环境给出合理的SBR工艺污水处理运行模式，辅助污水处理厂运行管理，提高污水处理厂运行效率。

技术领域

本发明涉及一种SBR工艺污水处理专家系统，属于环境工程技术领域。

背景技术

近年来国内水污染问题愈发严峻，严重制约着我国社会经济的可持续发展，水污染防治越来越受到各级政府的重视，全国污水处理量逐年大幅增长，污水排放标准也日趋严格，对于运行管理人员的数量和经验技术的需求也随之增加。

专家系统最早于20世纪60年代由E.A.费根鲍姆等结合大量化学常识提出。目前，在航天、汽车等一般工业领域，应用已相对成熟。20世纪80年代，开始应用于污水处理领域，但在水处理方面还处于起步阶段。尽管近些年来众多学者对此进行了许多研究，但至今仍未提出一套具备良好应用性能、普适于水厂各类进水情况或全过程控制与诊断的污水处理专家系统，且国内在此方面的研究多停留于理论和试验阶段，实际应用的案例较少。

因此，研发出一套污水处理专家系统，代替人类专家对不同进水水质和处理环境和给出合理的污水处理运行模式，可以辅助污水处理厂运行管理，提高污水处理厂运行效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于多模式优化的污水处理SBR工艺过程控制专家系统，含有人机界面、控制柜、4个SBR污水处理反应器。

人机界面，实现过程实现监视和运行模式的确认；

控制柜，分为手动控制和自动控制两种方式；手动控制：操作旋钮控制进水阀、进水泵、搅拌器、曝气阀、曝气泵、出水阀、碳源阀、加药泵的启停。自动控制：操作人员在人机界面界面进行操作，操作指令通过网络交换机传递给德国西门子公司的S7-1200系列PLC，PLC控制进水阀、进水泵、搅拌器、曝气阀、曝气泵、出水阀、碳源阀、加药泵的启停。

4个SBR污水处理反应器，命名为反应器1、反应器2、反应器3、反应器4，每个反应器包括进水阀、进水泵、搅拌器、曝气阀、曝气泵、排水阀、碳源投加泵和碳源投加阀、pH/DO在线检测传感器、液位变送器。

可选地，所述的过程监视是实时显示控制柜和4个SBR污水处理反应器运行状态。

可选地，所述的运行模式的确认基于以下步骤：

(1)输入进水的水质参数和反应器环境参数。

(2)系统将输入的参数按照系统预设的参数范围偏差和参数优先级与专家系统知识库的运行模式进行逐一匹配，最终匹配最合理的运行模式，并将匹配结果显示给专家和操作人员。

(3)专家和操作人员分析匹配结果并认可或操作后，将最终运行参数选择赋值给哪几个反应器。

可选地，所述(1)输入进水的水质参数和反应器环境参数为COD浓度、NH4+-N浓度，污泥浓度MLSS以及季节温度(T)；

其中各参数取值如下：(a)COD浓度的设定范围为：130mg/L～450mg/L，分别取130mg/L、160mg/L、200mg/L、360mg/L和450mg/L；(b)NH4+-N浓度的设定范围为：16mg/L～75mg/L，分别取16mg/L、20mg/L、45mg/L、75mg/L；(c)MLSS浓度的设定取值6000mg/L和3000mg/L；(d)T的设定取值15℃、20℃和25℃。