一种用于沉淀池水的控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于沉淀池水的控制系统和方法，获取所述泥斗的图像作为第一图像数据，获取泥斗区上方的沉淀区不同区域的水下图像形成第二图像数据，对所述第一图像数据进行处理获得对应泥斗中污泥的实时泥位实实际泥位；获取第二图像数据中颗粒的粒径以及沉降速度，基于污泥的所述实时泥位以及颗粒的所述粒径以及所述沉降速度分别预测每个泥斗中污泥到达预设泥位的时间点，在所述实时泥位到达所述预设泥位时，控制相应的所述排泥口的阀门开启以对所述泥斗进行排泥；或者当到达预测的所述时间点时，控制相应的所述排泥口的阀门开启以对所述泥斗进行排泥。结合实际泥斗深度预测单个泥斗的排泥时机，实现对泥斗无人监管自动排泥，实现精细化和高效化控制管理。实现精细化和高效化控制管理。实现精细化和高效化控制管理。

【技术实现步骤摘要】
一种用于沉淀池水的控制系统和方法


[0001]本专利技术涉及水处理
，尤其涉及一种用于沉淀池水的控制系统和方法。

技术介绍

[0002]自从引入沉淀“浅池理论”以来，斜管沉淀池以其占地面积小、停留时间短、投资小、建设速度快等优势，实现了在给水处理中的应用。然而，由于斜管沉淀池缩短了停留时间，其缓冲能力相对于平流沉淀池，往往较弱。当浊度突变或投药不正常，出现絮凝反应不完善时，沉淀池水质则恶化。斜管沉淀池的“高效”往往能从较低的截流沉速上得到体现，理论上低于截流沉速的颗粒均会下沉，高于截流沉速的颗粒部分下沉，而“安全可靠”则会由于其停留时间短受到一定的质疑。
[0003]保障水厂的安全稳定运行一直是水厂管理人员的工作重心。一般情况下，沉淀池为水厂工艺流程中的首个环节，受进水水质变化影响，沉淀池的运行稳定性一直是水厂管理人员的工作重点。实现斜管沉淀池的安全保证，弥补其停留时间相对较短的弱点，实时精确的水下状态监控，显得尤为重要。
[0004]斜管沉淀池沉淀效果直接影响了出水水质，因此现阶段判断沉淀效果的主要方法是检测沉淀池出水水质，例如通过仪器测量浊度或悬浮性固体等水质指标。
[0005]但是，现阶段斜管沉淀池的设计思路仅针对进水和出水的水质进行检测，带来了以下问题：
[0006]1、现阶段除设置常规的浊度仪等仪表监测外，主要依靠人工巡检判断斜管沉淀池的运行效果。而依靠人工的巡检，局限性较强，几乎依靠人为经验判断。人眼无法直接看到水池下部，尤其斜管区的遮挡，几乎只能看到斜管上部的清水区域，而当看到清水区域有跑矾花现象时，再采取应急措施，往往已经错过了调整的最佳时机，沉淀池的安全可靠性将受到一定冲击。
[0007]2、沉淀效果可通过沉淀池水体内絮体下降速度即沉降速度来衡量，絮体下降越快，沉淀效果越好。即沉淀池运行效果与水下絮体的沉淀效果有直接关系，但人工巡检只能看到沉淀池表面水体，无法观察到水池深处状态，更无法判断絮体沉降速度。
[0008]3、即使人工巡检发现水池运行出现问题，但难以精确映射产生问题的原因，存在一定的“试错探索”，采取措施会有一定的盲目性。
[0009]4、斜管沉淀池泥斗的积泥量增加引起其排泥次数的增加，而排泥次数又与加药控制、水量大小、水温变化等诸多因素有关。现阶段往往通过周期性排泥进行定期排放，出现积泥不足区域同积泥充足区域同时排放的现象，浪费水资源，管理相对粗放，未实现排泥的精细化及智慧化。故只有精确化的规范加药和规范排泥，才能开发斜管沉淀池的高效可靠潜力。
[0010]为了提高斜管沉淀池的运行稳定性，通常的做法是在设计及运行阶段提高混凝剂投加量。但是，增加混凝剂投加量意味着更大的药剂消耗和出水铝离子升高。另外，水厂日常巡检是保障水厂安全稳定运行的重要手段。巡检人员通过观察水厂沉淀池水面的情况，
判断水厂沉淀池运行是否异常。
[0011]为此，有技术人员开发了若干图像识别技术，用于协助水厂管理人员。例如，絮凝剂投加系统的图像识别技术，利用絮凝阶段矾花的图像特点，自动识别混凝效果，从而对混凝剂投加量的多少进行自动识别并作出判断，最终自动调节混凝剂的投加量。由于技术瓶颈，矾花的图像特征与絮凝剂的投加量之间的关系尚无明显关联，且高精度的图像采集装置单价昂贵，采集点数量受限。
[0012]沉淀池运行稳定性的微观层面是絮体具备较好的沉降性能，宏观层面是出水浊度持续稳定低于1～2NTU。鉴于宏观层面检测点数量受限，因此，从微观层面考虑获取絮体沉降性能的数据就显得十分重要。获取絮体沉降性能需要“结果to结果”的大数据分析思维，通过全过程覆盖布局实时采集微观层面数据，得到宏观层面的结论，从而反馈指导运行，实现水厂沉淀池的人工智能数据信息闭环。

技术实现思路

[0013]基于以上问题，本专利技术提供一种用于沉淀池水的控制系统和方法，旨在解决沉淀池实现排泥的精细化管理以及运行异常提前预警等技术问题。
[0014]一种用于沉淀池水的控制系统，包括：
[0015]若干第一图像采集装置，于沉淀池底部的每一个泥斗处设置一第一图像采集装置，用于分别获取对应泥斗的泥斗区图像作为第一图像，；
[0016]若干第二图像采集装置，分别用于获取泥斗区上方的沉淀区的不同区域的水下图像作为第二图像；
[0017]第一处理装置，分别连接第一图像采集装置和第二图像采集装置，用于获取由若干第一图像采集装置采集的第一图像组成的第一图像集合以及由若干第二图像采集装置采集的第二图像组成的第二图像集合，包括：
[0018]第一图像处理模块，用于对第一图像集合中的第一图像进行处理获得对应泥斗中污泥的实时泥位；
[0019]第二图像处理模块，用于对第二图像集合中的第二图像进行处理，获取第二图像中颗粒的粒径以及沉降速度；
[0020]时间预测模块，分别连接第一图像处理模块和第二图像处理模块，用于基于污泥的实时泥位以及颗粒的粒径以及沉降速度分别预测每个泥斗中污泥到达预设泥位的时间点；
[0021]控制装置，连接第一处理装置，用于：当到达预测的时间点时，控制相应的泥斗的排泥口的阀门开启以对泥斗进行排泥。
[0022]进一步的，控制装置还用于：在实时泥位到达预设泥位时，控制相应的泥斗的排泥口的阀门开启以对泥斗进行排泥。
[0023]进一步的，若干第二图像采集装置分布设置在沉淀池的侧壁和/或水中；
[0024]第二图像处理模块包括：
[0025]区域划分单元，用于将第二图像集合中的第二图像划分为多个网格区域；
[0026]粒径获取单元，连接区域划分单元，用于获取每个网格区域中颗粒的等效粒径；
[0027]沉速获取单元，连接粒径获取单元，用于基于等效粒径获得网格区域中颗粒的等
效沉速；
[0028]时间预测模块基于实时泥位以及网格区域中颗粒的等效粒径以及等效沉速来分别预测每个泥斗中泥位到达预设泥位的时间点。
[0029]进一步的，将第一图像采集装置和第二图像采集装置进行划分，形成若干图像采集组；
[0030]每个图像采集组按各自预先设定的第一预设采集时间进行图像采集，获取组内的第一图像形成第一图像集合和第二图像形成第二图像集合；
[0031]第一图像处理模块对图像采集组内的第一图像集合中的第一图像进行处理获得图像采集组对应的每个泥斗中污泥的实时泥位；
[0032]第二图像处理模块对图像采集组内的第二图像集合中的第二图像进行处理获取图像采集组中所划分的每个网格区域中颗粒的等效粒径以及等效沉速；
[0033]时间预测模块基于由图像采集组内得到污泥的实时泥位以及每个网格区域中颗粒的等效粒径以及等效沉速分别预测图像采集组对应的每个泥斗中污泥到达预设泥位的时间点。
[0034]进一步的，每个泥斗的上方沿沉淀池的深度方向分布设置第二图像采集装置；深度方向是指与水平面垂直的方向。
[0035]进一步的，第二图像采集装置沿沉淀池的长度方向分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于沉淀池水的控制系统，其特征在于，包括：若干第一图像采集装置，于沉淀池底部的每一个泥斗处设置一所述第一图像采集装置，用于分别获取对应泥斗的泥斗区图像作为第一图像，；若干第二图像采集装置，分别用于获取泥斗区上方的沉淀区的不同区域的水下图像作为第二图像；第一处理装置，分别连接所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置，用于获取由若干所述第一图像采集装置采集的所述第一图像组成的第一图像集合以及由若干所述第二图像采集装置采集的所述第二图像组成的第二图像集合，包括：第一图像处理模块，用于对所述第一图像集合中的所述第一图像进行处理获得对应泥斗中污泥的实时泥位；第二图像处理模块，用于对所述第二图像集合中的所述第二图像进行处理，获取第二图像中颗粒的粒径以及沉降速度；时间预测模块，分别连接第一图像处理模块和第二图像处理模块，用于基于污泥的所述实时泥位以及颗粒的所述粒径以及所述沉降速度分别预测每个泥斗中污泥到达预设泥位的时间点；控制装置，连接所述第一处理装置，用于：当到达预测的所述时间点时，控制相应的所述泥斗的排泥口的阀门开启以对所述泥斗进行排泥。2.如权利要求1所述的一种用于沉淀池水的控制系统，其特征在于，所述控制装置还用于：在所述实时泥位到达所述预设泥位时，控制相应的所述泥斗的排泥口的阀门开启以对所述泥斗进行排泥。3.如权利要求1所述的一种用于沉淀池水的控制系统，其特征在于，若干所述第二图像采集装置分布设置在沉淀池的侧壁和/或水中；所述第二图像处理模块包括：区域划分单元，用于将所述第二图像集合中的所述第二图像划分为多个网格区域；粒径获取单元，连接所述区域划分单元，用于获取每个所述网格区域中颗粒的等效粒径；沉速获取单元，连接所述粒径获取单元，用于基于所述等效粒径获得所述网格区域中颗粒的等效沉速；所述时间预测模块基于所述实时泥位以及所述网格区域中颗粒的所述等效粒径以及所述等效沉速来分别预测每个泥斗中泥位到达所述预设泥位的所述时间点。4.如权利要求2所述的一种用于沉淀池水的控制系统，其特征在于，将所述第一图像采集装置和所述第二图像采集装置进行划分，形成若干图像采集组；每个所述图像采集组按各自预先设定的第一预设采集时间进行图像采集，获取组内的所述第一图像形成所述第一图像集合和第二图像形成所述第二图像集合；所述第一图像处理模块对所述图像采集组内的所述第一图像集合中的所述第一图像进行处理获得所述图像采集组对应的每个所述泥斗中污泥的实时泥位；所述第二图像处理模块对所述图像采集组内的所述第二图像集合中的所述第二图像进行处理获取所述图像采集组中所划分的每个所述网格区域中颗粒的等效粒径以及等效沉速；
所述时间预测模块基于由所述图像采集组内得到污泥的所述实时泥位以及每个所述网格区域中颗粒的等效粒径以及等效沉速分别预测所述图像采集组对应的每个所述泥斗中污泥到达所述预设泥位的时间点。5.如权利要求4所述的一种用于沉淀池水的控制系统，其特征在于，每个泥斗的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：周易，李斌，
申请(专利权)人：上海威派格智慧水务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：