公布日：2023.12.22
申請日：2023.09.18
分類號：C02F1/52(2023.01)I;G01D21/02(2006.01)I;C02F5/06(2023.01)I
摘要
本發明提供了一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，包括依次連接的原水箱、原水凈化處理設施和清水箱，原水凈化處理設施連接有與其形成回路的連續取樣槽，所述連續取樣槽上安裝有視頻識別攝像頭，視頻識別攝像頭與視頻識別系統信號連接，視頻識別系統與多參數協同自適應數據處理系統信號連接，多參數協同自適應數據處理系統與智能調控加藥系統以及原水凈化處理設施信號連接，智能調控加藥系統與原水凈化處理設施，原水凈化處理設施還連接有污泥池。本發明將最新的視頻識別、人工智能、計算機信息處理技術、數據采集、多參數協調技術和智能控制系統融入原水凈化處理系統，提高了原水凈化處理系統的穩定性、處理效率和經濟性。
權利要求書
1.一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，其特征在于：包括依次連接的原水箱、原水凈化處理設施和清水箱，所述原水凈化處理設施連接有與其形成回路的連續取樣槽，所述連續取樣槽上安裝有視頻識別攝像頭，所述視頻識別攝像頭與視頻識別系統信號連接，用于拍照記錄連續取樣槽內的絮凝反應礬花特征，并發送給視頻識別系統，所述視頻識別系統與多參數協同自適應數據處理系統信號連接，用于通過計算機處理獲得圖像處理信息，并發送給多參數協同自適應數據處理系統，所述多參數協同自適應數據處理系統與智能調控加藥系統以及原水凈化處理設施信號連接，利用物聯網技術進行智能化處理，處理后的信息以操作指令信號的方式發送給智能調控加藥系統以及原水凈化處理設施，所述智能調控加藥系統與原水凈化處理設施，用于調節絮凝劑和石灰乳往原水凈化處理設施內的加藥量，所述原水凈化處理設施還連接有污泥池。
2.根據權利要求1所述的一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，其特征在于：所述原水箱用于接收原水凈化站進水，所述原水凈化站進水通過原水增壓泵通入原水箱，所述原水箱通過原水提升泵通入原水凈化處理設施，所述清水箱通過清水會用泵進行清水回用，所述水凈化處理設施通過排泥泵通入污泥池。
3.根據權利要求1所述的一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，其特征在于：還包括多個水處理設備，所述水處理設備上配合安裝有水質監測儀表，所述水質監測儀表與多參數協同自適應數據處理系統信號連接，用于記錄設備的水質參數，并發送給多參數協同自適應數據處理系統。
4.根據權利要求1所述的一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，其特征在于：所述連續取樣槽為倒置的L型腔體，其由左右設置的豎直段和水平段組成，且頂面敞口，所述豎直段的上部中間設有縱向設置的擋水板，將腔體分隔成進水區和緩沖區，底部形成排泥區，其中，進水區置于擋水板左側，緩沖區置于擋水板右側，所述水平段內為觀察區，所述進水區和緩沖區的下部連通，緩沖區與觀察區連通，所述連續取樣槽的左右兩側上部分別連接有進水閥和出水閥，豎直段的底部連接有排空閥，所述所述連續取樣槽的底部設有用于支撐的支架。
5.根據權利要求1所述的一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，其特征在于：所述連續取樣槽設置在視頻識別觀察室內，所述視頻識別攝像頭置于連續取樣槽上方，所述連續取樣槽的上方還設有照明燈，所述視頻識別攝像頭通過電纜連接視頻識別系統。
6.根據權利要求5所述的一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，其特征在于：視頻識別攝像頭是高清攝像頭，代替人眼連續觀察、記錄原水凈化處理設施礬花特征，記錄原水凈化的處理效果，間隔一定時間自動拍照記錄礬花特征，并自動將拍攝的照片傳輸的視頻識別處理系統的計算機；照明燈是光照強度穩定的LCD燈，光照強度適合攝像頭觀察為視頻識別攝像頭提供穩定的照明；視頻識別觀察室是封閉的空間，隔絕外部的自然光，避免自然光強度變化對視頻識別的影響，觀察室內攝像頭區域設置吸光材料，避免光線反射對視頻識別攝像頭觀察的干擾。
7.根據權利要求1所述的一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，其特征在于：視頻識別系統包括第一數據處理計算機和視頻識別軟件，視頻識別軟件能將攝像頭拍攝的圖片轉換成數據信息傳輸給多參數協同自適應數據處理系統。
8.根據權利要求1所述的一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，其特征在于：所述多參數協同的自適應數據處理系統包括第二數據處理計算機、多參數協同自適應數據處理軟件、數據收集傳輸電纜和電氣柜，第二數據處理計算機收集視頻識別系統處理的信息和監測儀表收集的信息，多參數協同自適應數據處理軟件對采集的數據信息進行處理，形成指令信息傳輸給智能調控加藥系統和原水凈化處理設施，指揮加藥系統調整加藥，修正加藥量，尋求最合適的加藥量；指揮原水凈化處理設施調整運行參數，達到最好的運行效果；經過長時間的循環處理，尋求最優的原水凈化處理方案。
9.根據權利要求1所述的一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，其特征在于：所述智能調控加藥系統包括配合連接的加藥裝置和智能控制柜，所述加藥裝置通過加藥管連通原水凈化處理設置，所述智能控制柜與多參數協同的自適應數據處理系統信號連接，所述原水凈化處理設施的中部為反應區；智能調控加藥系統接收多參數協同的自適應數據處理系統的指令信息，智能控制柜根據指令信息自動調整各種加藥設備加藥泵的頻率，改變加藥設備的加藥量。
10.根據權利要求1-9任意一項所述的一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，其特征在于：所述處理系統的處理方法為：從原水凈化處理設施反應區內引取一部分形成礬花的反應水至連續取樣槽，連續取樣槽內出水又返回原水凈化處理設施，取樣槽內的水連續流動，其狀態與反應區內的水一致，視頻識別攝像頭連續觀察取樣槽內絮凝反應礬花的特征，每間隔一定時間拍照記錄其特征，照片自動傳輸至視頻處理系統，經過計算機處理獲得圖像處理信息；原水凈化處理系統的各個設備分別設置各種在線監測儀表，儀表實時記錄各個設備的水質參數，各種水質參數和圖像處理信息一起自動傳輸至多參數協同自適應數據處理系統，利用物聯網技術進行智能化處理，處理后的信息以操作指令信號的方式反饋至智能調控加藥系統和原水凈化水處理設施，根據指令調整各個加藥設備的加藥量和水處理設施各個設備的運行參數，原水凈化水處理設施的加藥量和運行參數調整后，其處理效果發生改變，視頻識別系統捕捉到礬花特征的變化，根據這些變化信息，視頻識別處理軟件根據視頻識別策略輸出識別信息，多參數協同自適應數據處理軟件根據原水凈化處理策略調整加藥量和水處理設施的運行參數，如此循環進行，由于智能設備、儀表和計算機能連續、快速、準確的觀察處理設備的礬花特征，監測、記錄、傳輸、處理系統運行參數數據，反饋處理信息，發出指令信號，避免了人工參與設備運行時的外界因素干擾、延時、判斷誤差、執行效率的主觀和客觀因素的影響；經過長期的自適應調整，視頻識別系統建立完善的視頻識別數據庫，提高視頻識別的準確度，多參數協同自適應數據處理系統建立參數調整數據庫，不斷提高多參數的協調處理能力，自動優化處理方案，獲得最優的加藥量和處理參數，實現原水凈化處理的智能化和自動化，形成智慧化水處理。
發明內容
為解決上述問題，本發明公開了一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，通過引進物聯網技術，將視頻識別、多參數協調和智能加藥系統融入原水凈化處理系統，提高原水凈化的智能化程度和加藥精度，提高原水凈化處理系統的智能化和穩定性。有效解決了原水凈化處理過程中智能化程度不高，運行人員勞動量大；礬花特征觀察不能實現連續自動觀察，不能持續、實時獲得處理效果的反饋信息；礬花特征觀察的個人主觀判斷差異；出水指標監測不全面，且不能實現連續自動監測；加藥量不能隨水質變化和處理效果及時調整，加藥調整有延時，影響處理效果；加藥量難以精確控制，藥劑浪費明顯等問題。
具體方案如下：一種多參數協同自適應加藥的原水凈化處理系統，其特征在于，包括依次連接的原水箱、原水凈化處理設施和清水箱，所述原水凈化處理設施連接有與其形成回路的連續取樣槽，所述連續取樣槽上安裝有視頻識別攝像頭，所述視頻識別攝像頭與視頻識別系統信號連接，用于拍照記錄連續取樣槽內的絮凝反應礬花特征，并發送給視頻識別系統，所述視頻識別系統與多參數協同自適應數據處理系統信號連接，用于通過計算機處理獲得圖像處理信息，并發送給多參數協同自適應數據處理系統，所述多參數協同自適應數據處理系統與智能調控加藥系統以及原水凈化處理設施信號連接，利用物聯網技術進行智能化處理，處理后的信息以操作指令信號的方式發送給智能調控加藥系統以及原水凈化處理設施，所述智能調控加藥系統與原水凈化處理設施，用于調節絮凝劑和石灰乳往原水凈化處理設施內的加藥量，所述原水凈化處理設施還連接有污泥池。
作為本發明的進一步改進，所述原水箱用于接收原水凈化站進水，所述原水凈化站進水通過原水增壓泵通入原水箱，所述原水箱通過原水提升泵通入原水凈化處理設施，所述清水箱通過清水會用泵進行清水回用，所述水凈化處理設施通過排泥泵通入污泥池。
作為本發明的進一步改進，還包括多個水處理設備，所述水處理設備上配合安裝有水質監測儀表，所述水質監測儀表與多參數協同自適應數據處理系統信號連接，用于記錄設備的水質參數，并發送給多參數協同自適應數據處理系統。
作為本發明的進一步改進，所述處理系統的處理方法為：從原水凈化處理設施反應區內引取一部分形成礬花的反應水至連續取樣槽，連續取樣槽內出水又返回原水凈化處理設施，取樣槽內的水連續流動，其狀態與反應區內的水一致，視頻識別攝像頭連續觀察取樣槽內絮凝反應礬花的特征，每間隔一定時間拍照記錄其特征，照片自動傳輸至視頻處理系統，經過計算機處理獲得圖像處理信息；原水凈化處理系統的各個設備分別設置各種在線監測儀表，儀表實施記錄各個設備的水質參數，各種水質參數和圖像處理信息一起自動傳輸至多參數協同自適應數據處理系統，利用物聯網技術進行智能化處理，處理后的信息以操作指令信號的方式反饋至智能調控加藥系統和原水凈化水處理設施，根據指令調整加藥量和水處理設施的運行參數，原水凈化水處理設施的加藥量和運行參數調整后，其處理效果發生改變，視頻識別系統捕捉到礬花特征的變化，根據這些變化信息，視頻識別處理軟件根據視頻識別策略輸出識別信息，多參數協同自適應數據處理軟件根據原水凈化處理策略調整加藥量和水處理設施的運行參數，如此循環進行，由于智能設備、儀表和計算機能連續、快速、準確的觀察處理設備的礬花特征，監測、記錄、傳輸、處理系統運行參數數據，反饋處理信息，發出指令信號，避免了人工參與設備運行時的外界因素干擾、延時、判斷誤差、執行效率等主觀和客觀因素的影響；經過長期的自適應調整，視頻識別系統建立完善的視頻識別數據庫，提高視頻識別的準確度，多參數協同自適應數據處理系統建立參數調整數據庫，不斷提高多參數的協調處理能力，自動優化處理方案，獲得最優的加藥量和處理參數，實現原水凈化處理的智能化和自動化，形成智慧化水處理。
作為本發明的進一步改進，所述連續取樣槽為倒置的L型腔體，其由左右設置的豎直段和水平段組成，且頂面敞口，所述豎直段的上部中間設有縱向設置的擋水板，將腔體分隔成進水2和緩沖區，底部形成排泥區，其中，進水區置于擋水板左側，緩沖區置于擋水板右側，所述水平段內為觀察區，所述進水區和緩沖區的下部連通，緩沖區與觀察區連通，所述連續取樣槽的左右兩側上部分別連接有進水閥和出水閥，豎直段的底部連接有排空閥，所述所述連續取樣槽的底部設有用于支撐的支架。其功能是將原水凈化處理設施反應區內形成礬花的反應水連續引至取樣槽內，以便視頻識別攝像頭觀察、記錄原水凈化處理設施絮凝反應礬花的特征。礬花的反應水在取樣槽內連續流動，出水返回原水凈化處理設施，保證取樣槽內的礬花的特征和原水凈化處理設施反應區內形成礬花一致。
作為本發明的進一步改進，所述連續取樣槽設置在視頻識別觀察室內，所述視頻識別攝像頭置于連續取樣槽上方，所述連續取樣槽的上方還設有照明燈，所述視頻識別攝像頭通過電纜連接視頻識別系統。視頻識別系統的功能是觀察、記錄流通池內的礬花，通過計算機進行人工智能數據處理，并數據傳輸給多參數協同自適應數據處理系統，并最終控制智能調控加藥系統。
作為本發明的進一步改進，視頻識別攝像頭是高清攝像頭，代替人眼連續觀察、記錄原水凈化處理設施礬花特征，記錄原水凈化的處理效果，間隔一定時間（例如1分鐘）自動拍照記錄礬花特征，并自動將拍攝的照片傳輸的視頻識別處理系統的計算機。
作為本發明的進一步改進，穩定光照強度照明燈是光照強度穩定的LCD燈，光照強度適合攝像頭觀察為視頻識別攝像頭提供穩定的照明。
作為本發明的進一步改進，視頻識別觀察室是封閉的空間，隔絕外部的自然光，避免自然光強度變化對視頻識別的影響，觀察室內攝像頭區域設置吸光材料，避免光線反射對視頻識別攝像頭觀察的干擾。
作為本發明的進一步改進，所視頻識別系統包括第一數據處理計算機和視頻識別軟件，視頻識別軟件為本發明新研發的計算機軟件，能將攝像頭拍攝的圖片轉換成數據信息傳輸給多參數協同自適應數據處理系統。
作為本發明的進一步改進，所多參數協同的自適應數據處理系統包括第二數據處理計算機、多參數協同自適應數據處理軟件、數據收集傳輸電纜和電氣柜等，多參數協同自適應數據處理軟件是根據本方法編制的多參數協同的自適應數據處理策略自行開發而得。第二數據處理計算機收集視頻識別系統處理的信息和監測儀表收集的信息，多參數協同自適應數據處理軟件對采集的數據信息進行處理，形成指令信息傳輸給智能調控加藥系統和原水凈化處理設施，指揮加藥系統調整加藥，修正加藥量，尋求最合適的加藥量；指揮原水凈化處理設施調整運行參數，達到最好的運行效果；經過長時間的循環處理，尋求最優的原水凈化處理方案。
作為本發明的進一步改進，所述智能調控加藥系統包括配合連接的加藥裝置和智能控制柜，所述加藥裝置通過加藥管連通原水凈化處理設施，所述智能控制柜與多參數協同的自適應數據處理系統信號連接，所述原水凈化處理設施的中部為反應區。智能調控加藥系統包括智能控制柜、加藥箱、變頻加藥泵、液位計、流量計及其配套的管道、閥門、電纜、支架等。智能調控加藥系統接收多參數協同的自適應數據處理系統的指令信息，智能控制柜根據指令信息自動調整各種加藥設備加藥泵的頻率，改變加藥設備的加藥量。不再需要根據原水凈化處理設備的處理效果人工調整加藥量，實現智能化和自動化調整加藥。
本發明的有益效果在于：
1、能根據原水凈化處理系統來水水質、水量的變化進行智能化、自動化精準調控加藥量，達到最佳的處理效果。
2、能實時、快速調整加藥量，避免加藥量調整的延后導致水處理效果惡化，影響出水水質。
3、應用物聯網技術將礬花特征信息和水質監測數據多個參數協調處理，提高了原水凈化處理各個參數之間的相關關系，各個參數之間互相補充、互相校正，提高了監測數據的有效性和準確性，能更有效的進行參數調整。
4、能避免過量加藥導致的藥品浪費，節省加藥成本。
5、與傳統的人工觀察礬花特征，再進行加藥量調整的方法相比，本方案應用視頻識別技術，能實現加藥量的實時、自動調整，加藥量調整更準確、更及時，能減少因運行人員的觀察頻次、判斷能力、運行經驗等主觀因素對礬花特征觀察的影響，也能減少外界環境因素，如天氣情況變化、晝夜光照差異、光照強度等客觀環境因素對礬花特征觀察的影響，從而提高礬花特征觀察效果和加藥調整準確性。
6、智能調控加藥系統提高加藥系統的自動化程度，能實時根據處理系統的運行效果調整加藥量，減少加藥延時的困擾，提高加藥的精準度，增加原水凈化處理系統的運行穩定性和處理效果。
7、能大大減少外界因素對人工觀察的影響，如大風、暴雨、高溫、嚴寒等外界因素會影響運行人員的觀察效果和頻次；8、智能化和自動化程度的提高，減少運行的工作量，降低人工成本，進而降低運行成本，在惡劣天氣環境下提高了運行人員的安全性。
9、將當今火熱的物聯網、視頻識別和人工智能技術與傳統的水處理技術相結合，提升本方法的技術含量，并提供更好的技術升級空間。
（發明人：倪宏寧;鄭凱;武星;魯廣棟;倪慧剛;許明峰;朱純旻;黃菲菲;王東方;紅曉捷;王立文;韓毅;李祥坤;雍嘉雯;章琪）
