[发明专利]一种城市污水处理用曝气系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种城市污水处理用曝气系统及控制方法，以解决现有技术无法确定曝气池中局部出现曝气不足的情况并予以局部曝气控制。其中，控制方法包括步骤：获取曝气池内液体表层的液面图像；基于液面图像，获取目标漂浮物的特征信息；当特征信息满足设定阈值时，标记该目标漂浮物；获取曝气池内液体表层以下的液下监控图像信息并基于图像信息跟踪目标漂浮物的运动轨迹；基于运动轨迹获取目标漂浮物在液下的位置信息；基于目标漂浮物的位置信息获取曝气口的位置信息并控制该曝气口的曝气量。本发明能够通过曝气池液体表层以及液下图像确定局部曝气不足的位置并予以局部曝气控制，硬件成本相对较低，能够保证曝气池中局部好氧生物的正常生长环境。

技术领域

本发明涉及城市污水处理技术领域，具体而言，涉及一种城市污水处理用曝气系统及控制方法。

背景技术

好氧生物反应池是城市污水处理过程最重要的部分，也是能耗最大的部分。随着污水处理技术的发展，好氧池的控制越来越精细化，然而现有的控制方法大多以一个单元的溶解氧浓度控制为重点，而不是多单元协调控制。由于过程中复杂的物理化学变化、多种干扰的影响，很难稳定控制多单元的溶解氧浓度。好氧池的溶解氧浓度控制效果不佳，不仅会引起工厂的能耗增加，运行效率下降，严重情况将导致出水超标造成污染事故，导致生态环境危害和经济损失。

现有技术中一般通过在曝气池中进行溶解氧数据的多点采集来确定曝气池整体的溶解氧含量，通过曝气池中的溶解氧含量来控制曝气设备的输出功率，一方面可以保证曝气池中好氧生物的正常生长环境，另一方面可以实现较为精细的曝气控制使得曝气设备具有较高的有效输出，从而可以减少曝气设备的能源消耗。但是，现有技术中通过多点采集确定曝气池中溶解氧含量时，并不能确定曝气池局部曝气的具体情况，当曝气池局部曝气不足时，会导致曝气口对应的小范围区域内的好氧生物异常生长出现死亡，死亡后的好氧生物附着于气泡被带至液体表层进行聚集导致水体发臭，并且气泡在液体表层聚集后形成浮沫将会影响曝气池中微生物的生长环境。

即现有的曝气控制方法更适用于曝气池整体的溶解氧控制，而无法确定曝气池中局部是否出现曝气不足并予以局部曝气控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何确定曝气池中局部出现曝气不足并予以局部曝气控制，目的在于提供一种城市污水处理用曝气系统及控制方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一方面，本发明提供一种城市污水处理用曝气控制方法，包括以下步骤：

获取曝气池内液体表层的液面图像；

基于所述液面图像，获取目标漂浮物的特征信息；

当所述特征信息满足设定阈值时，标记该目标漂浮物；

获取曝气池内液体表层以下的液下监控视频图像并抽取M帧的历史液下监控图像，遍历所有帧的历史液下监控图像并逆向跟踪被标记的目标漂浮物的运动轨迹，其中M为正整数；

当第N帧历史液下监控图像中目标漂浮物的特征信息不满足设定阈值且第(N-1)帧历史液下监控图像中目标漂浮物的特征信息满足设定阈值时，获取第(N-1)帧历史液下监控图像中目标漂浮物的位置信息，其中，N为正整数且N≤M；

基于第(N-1)帧历史液下监控图像中目标漂浮物的位置信息获取曝气口的位置信息并控制该曝气口的曝气量。

在一些可能的实施例中，所述特征信息包括颜色信息。

在一些可能的实施例中，获取特征信息包括以下步骤：

基于所述液面图像提取目标漂浮物的感兴趣区域；

提取目标漂浮物的轮廓区域并提取所述轮廓区域内每个像素点的RGB值。

在一些可能的实施例中，标记目标漂浮物时包括以下步骤：