公布日:2024.04.05
申請日:2024.03.01
分類號:C02F3/08(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I;G06F18/2433(2023.01)I;G06F30/27(2020.01)I;G06N3/04(2023.01)I;G06N3/08(2023.01)I;H04L67/12(2022.01)I
摘要
本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域,提供用于農(nóng)村污水處理的生物轉(zhuǎn)盤污水處理系統(tǒng),包括:設(shè)備組網(wǎng)模塊,構(gòu)建污水處理遠程管理平臺,將多個生物轉(zhuǎn)盤處理裝置、多個污水水質(zhì)檢測設(shè)備和多個污水濾渣清理設(shè)備,接入污水處理遠程管理平臺;污水處理管理模塊,利用污水處理遠程管理平臺,遠程控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作,以適時啟動污水水質(zhì)檢測設(shè)備進行水質(zhì)檢測,以及自適應(yīng)啟動污水濾渣清理設(shè)備進行污水濾渣清理;污水處理調(diào)控模塊,根據(jù)生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作的第一過程數(shù)據(jù),以及水質(zhì)檢測的第二進程數(shù)據(jù),以及污水濾渣清理的第三進程數(shù)據(jù),通過進程推演模型獲得進程策略,以調(diào)控生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的污水處理工作進度?商岣呶鬯幚淼闹悄芑。
權(quán)利要求書
1.一種用于農(nóng)村污水處理的生物轉(zhuǎn)盤污水處理系統(tǒng),其特征在于,包括:設(shè)備組網(wǎng)模塊,構(gòu)建污水處理遠程管理平臺,并利用物聯(lián)網(wǎng)和5G通信網(wǎng)絡(luò),將多個生物轉(zhuǎn)盤處理裝置、多個污水水質(zhì)檢測設(shè)備和多個污水濾渣清理設(shè)備,接入污水處理遠程管理平臺;污水處理管理模塊,利用污水處理遠程管理平臺,遠程控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作,以適時啟動污水水質(zhì)檢測設(shè)備進行水質(zhì)檢測,以及自適應(yīng)啟動污水濾渣清理設(shè)備進行污水濾渣清理;污水處理調(diào)控模塊,根據(jù)生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作的第一過程數(shù)據(jù),以及水質(zhì)檢測的第二進程數(shù)據(jù),以及污水濾渣清理的第三進程數(shù)據(jù),通過進程推演模型獲得進程策略,以調(diào)控生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的污水處理工作進度;污水處理管理模塊還包括控制命令生成單元;控制命令生成單元,用于根據(jù)污水處理第一進程數(shù)據(jù),提取獲得污水處理運行周期數(shù)據(jù)、污水處理運行異常數(shù)據(jù);根據(jù)污水處理運行周期數(shù)據(jù),獲得第一周期和第二周期;根據(jù)污水處理運行異常數(shù)據(jù),獲得第一異常類型;第一異常類型為:因污水濾渣導(dǎo)致工作運行異常;若第一周期達到預(yù)設(shè)的第一周期閾值,則生成控制污水水質(zhì)檢測設(shè)備啟動的第一控制命令;若第二周期達到預(yù)設(shè)的第二周期閾值,或工作運行異常數(shù)據(jù)中出現(xiàn)第一異常類型,則生成控制污水濾渣清理設(shè)備啟動的第二控制命令;污水處理管理模塊還包括污水水質(zhì)檢測執(zhí)行單元;污水水質(zhì)檢測執(zhí)行單元,用于基于第一控制命令,啟動污水水質(zhì)檢測設(shè)備,采集污水水質(zhì)數(shù)據(jù);若污水水質(zhì)數(shù)據(jù)達到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)閾值范圍,則生成停止生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作的第三控制命令;若污水水質(zhì)數(shù)據(jù)未達到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)閾值范圍,則根據(jù)污水水質(zhì)數(shù)據(jù),結(jié)合新增的待處理污水流量和待處理污水流速,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,進行污水水質(zhì)污染綜合指標(biāo)的增速的預(yù)測,獲得第一預(yù)測值;其中,待處理污水流量和待處理污水流速,根據(jù)第一進程數(shù)據(jù)中的歷史數(shù)據(jù)獲。凰|(zhì)污染綜合指標(biāo),根據(jù)數(shù)據(jù)閾值范圍中提取的多個影響水質(zhì)的指標(biāo),進行加權(quán)累加后獲得;若第一預(yù)測值大于預(yù)設(shè)的第一預(yù)測閾值,并小于預(yù)設(shè)的第二預(yù)測閾值,則按照預(yù)設(shè)的延遲周期,延遲生成停止生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作的第三控制命令,以控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置在延遲周期內(nèi)繼續(xù)工作,直至污水水質(zhì)數(shù)據(jù)達到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)閾值范圍;若第一預(yù)測值大于預(yù)設(shè)的第二預(yù)測閾值,則按照預(yù)設(shè)的加速周期和增加幅度,增加驅(qū)動生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作的驅(qū)動裝置的工作周期和工作功率,以控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置在加速周期內(nèi)以高功率工作,直至污水水質(zhì)數(shù)據(jù)達到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)閾值范圍;污水處理調(diào)控模塊包括:根據(jù)污水水質(zhì)檢測執(zhí)行的第二進程數(shù)據(jù)和污水濾渣清理執(zhí)行的第三進程數(shù)據(jù),獲取多個進程節(jié)點因子,基于進程節(jié)點因子,利用進程推演模型,生成對生物轉(zhuǎn)盤處理裝置進行控制的第一策略;基于第一策略,結(jié)合控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置進行污水處理工作的第一進程數(shù)據(jù),調(diào)控生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的工作進度;還包括設(shè)備配置模塊,用于根據(jù)污水排放的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和污水處理組合設(shè)備;設(shè)備配置模塊包括污水處理模擬場所構(gòu)建單元和設(shè)備配置單元;污水處理模擬場所構(gòu)建單元,用于根據(jù)獲取的污水排放的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),采用蒙特卡洛模擬方法,生成多個污水排放模擬場所;設(shè)備配置單元,用于根據(jù)污水排放模擬場所位于的區(qū)域位置,獲取區(qū)域位置所要進行網(wǎng)絡(luò)配置的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施條件,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施條件,結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中提取獲得的污水排放量,對區(qū)域位置要進行污水處理的設(shè)備配置需求進行聚類篩選,獲得若干類具有不同設(shè)備配置需求度的區(qū)域位置;根據(jù)不同設(shè)備配置需求度,利用預(yù)設(shè)的設(shè)備配置規(guī)劃模型和投入成本控制模型,對要配置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和污水處理組合設(shè)備,進行型號選定和數(shù)量計算,獲得型號和數(shù)量確定為最優(yōu)的設(shè)備配置方案,根據(jù)設(shè)備配置方案進行設(shè)備配置;其中,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括:物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)中繼設(shè)備和5G通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備;污水處理組合設(shè)備包括:按照數(shù)量和型號配比組合的生物轉(zhuǎn)盤處理裝置、污水水質(zhì)檢測設(shè)備和污水濾渣清理設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于農(nóng)村污水處理的生物轉(zhuǎn)盤污水處理系統(tǒng),其特征在于,設(shè)備組網(wǎng)模塊包括:在預(yù)設(shè)的測試周期內(nèi),按照測試方法進行組網(wǎng)測試;測試方法包括整體網(wǎng)絡(luò)連接測試、分段網(wǎng)絡(luò)連接測試和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)性能抽樣測試。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于農(nóng)村污水處理的生物轉(zhuǎn)盤污水處理系統(tǒng),其特征在于,污水處理管理模塊包括污水處理控制實施單元;污水處理控制實施單元,基于污水處理周期、污水水質(zhì)條件或臨時污水處理需求,控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置啟動,并獲取生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的第一進程數(shù)據(jù);當(dāng)生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的工作時間滿足預(yù)設(shè)的工作周期,或污水水質(zhì)檢測設(shè)備檢測出的污水水質(zhì)數(shù)據(jù)達到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)閾值范圍時,控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置停止工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于農(nóng)村污水處理的生物轉(zhuǎn)盤污水處理系統(tǒng),其特征在于,數(shù)據(jù)閾值范圍的設(shè)置包括:獲取污水水質(zhì)達到處理合格標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù);基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),提取若干個表征水質(zhì)的指標(biāo)參數(shù);根據(jù)指標(biāo)參數(shù)的閾值范圍的上限值和下限值,利用多項式回歸計算獲得用于標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)的綜合指標(biāo)參數(shù)的綜合閾值范圍的綜合上限值和綜合下限值;將處于綜合上限值和綜合下限值之間的數(shù)據(jù),設(shè)為數(shù)據(jù)閾值范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于農(nóng)村污水處理的生物轉(zhuǎn)盤污水處理系統(tǒng),其特征在于,污水處理管理模塊還包括污水濾渣清理執(zhí)行單元;污水濾渣清理執(zhí)行單元,用于基于第二控制命令,啟動污水濾渣清理設(shè)備,并按照預(yù)設(shè)的清理工作時長完成濾渣清理工作,以及根據(jù)加急清理工作時長完成濾渣清理工作;其中加急清理時長,根據(jù)第一異常類型的等級,按照預(yù)設(shè)的等級與加急清理時長的匹配對應(yīng)關(guān)系庫,匹配獲得。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于農(nóng)村污水處理的生物轉(zhuǎn)盤污水處理系統(tǒng),其特征在于,還包括生物轉(zhuǎn)盤處理裝置檢修模塊,用于對生物轉(zhuǎn)盤處理裝置進行檢修;生物轉(zhuǎn)盤處理裝置檢修模塊包括:基于生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的出廠性能數(shù)據(jù),獲取生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的使用生命周期;基于污水處理運行的歷史異常數(shù)據(jù),獲取生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的使用風(fēng)險時間節(jié)點;根據(jù)使用生命周期和使用風(fēng)險時間節(jié)點,利用預(yù)設(shè)的故障概率分析模型,獲取使用風(fēng)險時間節(jié)點所對應(yīng)的故障概率值;利用預(yù)設(shè)的設(shè)備成本損耗分析模型,獲取使用風(fēng)險時間節(jié)點所對應(yīng)的設(shè)備成本損耗值;將故障概率值和設(shè)備成本損耗值加權(quán)累加后,確定為檢修參考值;根據(jù)檢修參考值的大小,確定檢修工作的工作量和等級;根據(jù)工作量和等級,對生物轉(zhuǎn)盤處理裝置進行檢修。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于農(nóng)村污水處理的生物轉(zhuǎn)盤污水處理系統(tǒng),通過構(gòu)建污水處理遠程管理平臺與生物轉(zhuǎn)盤處理裝置、污水水質(zhì)檢測設(shè)備和污水濾渣清理設(shè)備的污水處理網(wǎng)絡(luò),便于設(shè)備配置投入,降低設(shè)備投入成本,方便農(nóng)村地區(qū)污水處理,提高污水處理的智能化水平和處理效率。
本發(fā)明提供了一種用于農(nóng)村污水處理的生物轉(zhuǎn)盤污水處理系統(tǒng),包括:
設(shè)備組網(wǎng)模塊,構(gòu)建污水處理遠程管理平臺,并利用物聯(lián)網(wǎng)和5G通信網(wǎng)絡(luò),將多個生物轉(zhuǎn)盤處理裝置、多個污水水質(zhì)檢測設(shè)備和多個污水濾渣清理設(shè)備,接入污水處理遠程管理平臺;
污水處理管理模塊,利用污水處理遠程管理平臺,遠程控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作,以適時啟動污水水質(zhì)檢測設(shè)備進行水質(zhì)檢測,以及自適應(yīng)啟動污水濾渣清理設(shè)備進行污水濾渣清理;
污水處理調(diào)控模塊,根據(jù)生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作的第一過程數(shù)據(jù),以及水質(zhì)檢測的第二進程數(shù)據(jù),以及污水濾渣清理的第三進程數(shù)據(jù),通過進程推演模型獲得進程策略,以調(diào)控生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的污水處理工作進度。
進一步地,設(shè)備組網(wǎng)模塊包括:
在預(yù)設(shè)的測試周期內(nèi),按照測試方法進行組網(wǎng)測試;測試方法包括整體網(wǎng)絡(luò)連接測試、分段網(wǎng)絡(luò)連接測試和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)性能抽樣測試。
進一步地,污水處理管理模塊包括污水處理控制實施單元;
污水處理控制實施單元,基于污水處理周期、污水水質(zhì)條件或臨時污水處理需求,控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置啟動,并獲取生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的第一進程數(shù)據(jù);當(dāng)生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的工作時間滿足預(yù)設(shè)的工作周期,或污水水質(zhì)檢測設(shè)備檢測出的污水水質(zhì)數(shù)據(jù)達到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)閾值范圍時,控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置停止工作。
進一步地,數(shù)據(jù)閾值范圍的設(shè)置包括:
獲取污水水質(zhì)達到處理合格標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù);
基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),提取若干個表征水質(zhì)的指標(biāo)參數(shù);
根據(jù)指標(biāo)參數(shù)的閾值范圍的上限值和下限值,利用多項式回歸計算獲得用于標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)的綜合指標(biāo)參數(shù)的綜合閾值范圍的綜合上限值和綜合下限值;
將處于綜合上限值和綜合下限值之間的數(shù)據(jù),設(shè)為數(shù)據(jù)閾值范圍。
進一步地,污水處理管理模塊還包括控制命令生成單元;
控制命令生成單元,用于根據(jù)污水處理第一進程數(shù)據(jù),提取獲得污水處理運行周期數(shù)據(jù)、污水處理運行異常數(shù)據(jù);
根據(jù)污水處理運行周期數(shù)據(jù),獲得第一周期和第二周期;
根據(jù)污水處理運行異常數(shù)據(jù),獲得第一異常類型;第一異常類型為:因污水濾渣導(dǎo)致工作運行異常;
若第一周期達到預(yù)設(shè)的第一周期閾值,則生成控制污水水質(zhì)檢測設(shè)備啟動的第一控制命令;若第二周期達到預(yù)設(shè)的第二周期閾值,或工作運行異常數(shù)據(jù)中出現(xiàn)第一異常類型,則生成控制污水濾渣清理設(shè)備啟動的第二控制命令。
進一步地,污水處理管理模塊還包括污水水質(zhì)檢測執(zhí)行單元;
污水水質(zhì)檢測執(zhí)行單元,用于基于第一控制命令,啟動污水水質(zhì)檢測設(shè)備,采集污水水質(zhì)數(shù)據(jù);若污水水質(zhì)數(shù)據(jù)達到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)閾值范圍,則生成停止生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作的第三控制命令;
若污水水質(zhì)數(shù)據(jù)未達到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)閾值范圍,則根據(jù)污水水質(zhì)數(shù)據(jù),結(jié)合新增的待處理污水流量和待處理污水流速,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型,進行污水水質(zhì)污染綜合指標(biāo)的增速的預(yù)測,獲得第一預(yù)測值;其中,待處理污水流量和待處理污水流速,根據(jù)第一進程數(shù)據(jù)中的歷史數(shù)據(jù)獲;水質(zhì)污染綜合指標(biāo),根據(jù)數(shù)據(jù)閾值范圍中提取的多個影響水質(zhì)的指標(biāo),進行加權(quán)累加后獲得;
若第一預(yù)測值大于預(yù)設(shè)的第一預(yù)測閾值,并小于預(yù)設(shè)的第二預(yù)測閾值,則按照預(yù)設(shè)的延遲周期,延遲生成停止生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作的第三控制命令,以控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置在延遲周期內(nèi)繼續(xù)工作,直至污水水質(zhì)數(shù)據(jù)達到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)閾值范圍;
若第一預(yù)測值大于預(yù)設(shè)的第二預(yù)測閾值,則按照預(yù)設(shè)的加速周期和增加幅度,增加驅(qū)動生物轉(zhuǎn)盤處理裝置工作的驅(qū)動裝置的工作周期和工作功率,以控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置在加速周期內(nèi)以高功率工作,直至污水水質(zhì)數(shù)據(jù)達到預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)閾值范圍。
進一步地,污水處理管理模塊還包括污水濾渣清理執(zhí)行單元;
污水濾渣清理執(zhí)行單元,用于基于第二控制命令,啟動污水濾渣清理設(shè)備,并按照預(yù)設(shè)的清理工作時長完成濾渣清理工作,以及根據(jù)加急清理工作時長完成濾渣清理工作;其中加急清理時長,根據(jù)第一異常類型的等級,按照預(yù)設(shè)的等級與加急清理時長的匹配對應(yīng)關(guān)系庫,匹配獲得。
進一步地,污水處理調(diào)控模塊包括:
根據(jù)污水水質(zhì)檢測執(zhí)行的第二進程數(shù)據(jù)和污水濾渣清理執(zhí)行的第三進程數(shù)據(jù),獲取多個進程節(jié)點因子,基于進程節(jié)點因子,利用進程推演模型,生成對生物轉(zhuǎn)盤處理裝置進行控制的第一策略;基于第一策略,結(jié)合控制生物轉(zhuǎn)盤處理裝置進行污水處理工作的第一進程數(shù)據(jù),調(diào)控生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的工作進度。
進一步地,還包括設(shè)備配置模塊,用于根據(jù)污水排放的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和污水處理組合設(shè)備;設(shè)備配置模塊包括污水處理模擬場所構(gòu)建單元和設(shè)備配置單元;
污水處理模擬場所構(gòu)建單元,用于根據(jù)獲取的污水排放的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),采用蒙特卡洛模擬方法,生成多個污水排放模擬場所;
設(shè)備配置單元,用于根據(jù)污水排放模擬場所位于的區(qū)域位置,獲取區(qū)域位置所要進行網(wǎng)絡(luò)配置的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施條件,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施條件,結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中提取獲得的污水排放量,對區(qū)域位置要進行污水處理的設(shè)備配置需求進行聚類篩選,獲得若干類具有不同設(shè)備配置需求度的區(qū)域位置;
根據(jù)不同設(shè)備配置需求度,利用預(yù)設(shè)的設(shè)備配置規(guī)劃模型和投入成本控制模型,對要配置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和污水處理組合設(shè)備,進行型號選定和數(shù)量計算,獲得型號和數(shù)量確定為最優(yōu)的設(shè)備配置方案,根據(jù)設(shè)備配置方案進行設(shè)備配置;其中,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備包括:物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)中繼設(shè)備和5G通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備;污水處理組合設(shè)備包括:按照數(shù)量和型號配比組合的生物轉(zhuǎn)盤處理裝置、污水水質(zhì)檢測設(shè)備和污水濾渣清理設(shè)備。
進一步地,還包括生物轉(zhuǎn)盤處理裝置檢修模塊,用于對生物轉(zhuǎn)盤處理裝置進行檢修;生物轉(zhuǎn)盤處理裝置檢修模塊包括:
基于生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的出廠性能數(shù)據(jù),獲取生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的使用生命周期;基于污水處理運行的歷史異常數(shù)據(jù),獲取生物轉(zhuǎn)盤處理裝置的使用風(fēng)險時間節(jié)點;
根據(jù)使用生命周期和使用風(fēng)險時間節(jié)點,利用預(yù)設(shè)的故障概率分析模型,獲取使用風(fēng)險時間節(jié)點所對應(yīng)的故障概率值;利用預(yù)設(shè)的設(shè)備成本損耗分析模型,獲取使用風(fēng)險時間節(jié)點所對應(yīng)的設(shè)備成本損耗值;
將故障概率值和設(shè)備成本損耗值加權(quán)累加后,確定為檢修參考值;根據(jù)檢修參考值的大小,確定檢修工作的工作量和等級;根據(jù)工作量和等級,對生物轉(zhuǎn)盤處理裝置進行檢修。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有如下的優(yōu)點和有益效果:通過構(gòu)建污水處理遠程管理平臺與生物轉(zhuǎn)盤處理裝置、污水水質(zhì)檢測設(shè)備和污水濾渣清理設(shè)備的污水處理網(wǎng)絡(luò),便于設(shè)備配置投入,降低設(shè)備投入成本,方便農(nóng)村地區(qū)污水處理,提高污水處理的智能化水平和處理效率。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述,并且,部分地從說明書中變得顯而易見,或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在所寫的說明書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
(發(fā)明人:歐宏森;辛永光;歐均成;康兆雨;李宇民;辛檸灼;錢大鵬;譚平;周錦元;鄧輝強;郭靜;昌曙光;彭家富;馮文成;鄧燦輝;歐國榮;謝厚銀)