一种排水管网径流水质的分析监控方法及系统技术方案

技术编号:34461762 阅读:23 留言:0更新日期:2022-08-06 17:25
一种排水管网径流水质的分析监控方法及系统,方法包括:S1,控制多台水质分析仪切换运行,以生成前池水体的连续水质数据;S2,根据流路调序方程组和采集的数据,控制在前池入流口的流路调序组件中的各阀门;S3,结合所述连续水质数据和各阀门的控制信号,计算出三路径流的水质数据;S4,基于水质数据超标的径流以及该径流前段来水路径标记,定位出导致水质数据超标的支流路径;S5,基于计算出的三路径流的水质数据,进行相应的处理。本发明专利技术能够实时监测外排前受纳水体(前池)前端的水质变化,在水质数据传至环保平台前即完成水体分选存蓄,可较精准的定位前段多源径流中的污染点,为工业企业摸排厂区污染点节约大量的人力物力。企业摸排厂区污染点节约大量的人力物力。企业摸排厂区污染点节约大量的人力物力。

【技术实现步骤摘要】
一种排水管网径流水质的分析监控方法及系统


[0001]本专利技术涉及环保水质监测
,特别是一种排水管网径流水质的分析监控方法及系统。

技术介绍

[0002]国家规划“划定落实生态保护红线,推进城镇污水管网全覆盖,开展污水处理差别化精准提标,全面实行排污许可制,实现所有固定污染源排污许可证核发,推动工业污染源限期达标排放”重要条款,对工业企业提出了强化节能管理,加快实施能量系统优化、节能减排技术改造工程的要求。对于多年运营的大型工业企业,水污染源的监测与排放系统多为近年新建或改造,与企业内场站区域径流水体并非同期规划设计,存在多源径流汇合工业废水、生活污水、雨水进入厂区内外排前受纳水体,一旦发生水质超标难以排查来源,且各地市对于水污染源(外排前受纳水体)水质数据均已推动实施环保平台实时传输在线化,一旦超标排放将面临极严重的环保考核罚款。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提出一种排水管网径流水质的分析监控方法及系统,能够实时监测外排前受纳水体(前池)前端的水质变化,在水质数据传至环保平台前即完成水体分选存蓄,可较精准的定位前段多源径流中的污染点,为工业企业摸排厂区污染点节约大量的人力物力,并根据水质数据快速进行水体处理,推动工业企业减排、节能指标和海绵工厂建设。
[0004]本专利技术采用如下技术方案:
[0005]一方面,一种排水管网径流水质的分析监控方法,包括:
[0006]S1,控制多台水质分析仪根据采样启动信号切换运行,以生成前池水体的连续水质数据;
[0007]S2,根据流路调序方程组和采集的数据,控制在前池入流口的流路调序组件中的各阀门;所述采集的数据至少包括水质数据、雨量数据、前池液位数据、流量数据和水质均衡时长相关数据中的一种;所述流路调序组件包括3组可控三通阀和3组可控四通阀,设置有三路径流入口连接前段多源径流管道,设置有1路调蓄出口至调蓄池以及1路测流出口至前池;
[0008]S3,结合所述连续水质数据和各阀门的控制信号,计算出三路径流的水质数据以获取到水质数据超标的径流;
[0009]S4,基于水质数据超标的径流,以及该径流前段来水路径标记,定位出导致水质数据超标的支流路径;
[0010]S5,基于计算出的三路径流的水质数据,进行相应的处理。
[0011]优选的,S1中,水质数据生成方程如下:
[0012][0013][0014]其中,AM
T
为T时刻水质数据,为预设编号的水质分析仪组选择切换数据集,J为水质分析仪编号,m为水质分析仪组数量,L
fl
为前池液位低信号,为上取整运算,T1为水质分析仪取样开始至水质分析获得数据上限时长,t为前池注水平均水质均衡时长,rem()为取余数运算;水质数据采集方程的含义为在前池液位不为低时,自T0时刻开始,以mt为循环取值切换周期,在m组水质分析仪中连续自1到m切换取值作为T时刻的水质数据。
[0015]优选的,S2中,所述3组可控三通阀包括第一三通阀VS1、第二三通阀VS2和第三三通阀VS3;所述3组可控四通阀包括第一四通阀VS4、第二四通阀VS5和第三四通阀VS6;自第一四通阀VS4、第二四通阀VS5和第三四通阀VS6出口经平流流路直通至测流出口为水质均衡时长t,自第一四通阀VS4、第二四通阀VS5和第三四通阀VS6出口经2t曲流流路至测流出口为2倍水质均衡时长t,自第一四通阀VS4、第二四通阀VS5和第三四通阀VS6出口经3t曲流流路至测流出口为3倍水质均衡时长t;并且,第一三通阀VS1、第二三通阀VS2 和第三三通阀VS3均能够旁通至调蓄池;当可控三通阀的控制信号触发时,可控三通阀的直通口关闭旁通口打开;所述可控四通阀由互为闭锁的双信号控制,当第一控制信号触发时可控四通阀的入口与2t曲流段直通,当第二控制信号触发时可控四通阀的入口与3t曲流段直通,前述两信号均未触发时可控四通阀的入口与平流段直通。
[0016]优选的,S2中,流路调序方程组和采集的数据,控制在前池入流口的流路调序组件中的各阀门,具体如下:
[0017]在前池前端三路径流管道采集流量信号,流量信号采集点依管道编号设置于与流路调序组件入口预设间距处,间距长度以实测径流流速实现,自各路流量计至三个可控三通阀入口为水质均衡时长t;流路调序方程组表示如下:
[0018][0019]其中,F
VS1
表示第一三通阀的控制信号;F
VS2
表示第二三通阀的控制信号;F
VS3
表示第三三通阀的控制信号;F
VS4S
表示第一四通阀的第一控制信号;F
VS4T
表示第一四通阀的第二控制信号;F
VS5S
表示第二四通阀的第一控制信号;F
VS5T
表示第二四通阀的第二控制信号;F
VS6S
表示第三四通阀的第一控制信号;F
VS6T
表示第三四通阀的第二控制信号;AM
Q1h
、AM
Q2h
和 AM
Q3h
分别表示前池调序第一流路、前池调序第二流路和前池调序第三流路的水质数据超上
限;Δt
AMQ1h
、Δt
AMQ2h
、Δt
AMQ3h
分别表示前池调序第一流路、前池调序第二流路和前池调序第三流路水质超限的弃流和流路断流复位的综合信号;M
R
表示降雨人工激活信号或在线雨量计超预设阈值;L
fh
表示前池液位高信号;Q1、Q2和Q3分别表示前池调序第一流路、前池调序第二流路和前池调序第三流路预设流量阈值触发信号;Δt
AMQ1
表示以水质均衡时长t为基准的,由前池调序第一流路预设流量触发信号时间与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间共同生成的变时长脉冲信号,Δt
AMQ1
等于水质均衡时长t减去前池调序第一流路预设流量触发信号与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间偏差;Δt
AMQ2
表示以水质均衡时长t为基准的,由前池调序第二流路预设流量触发信号时间与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间共同生成的变时长脉冲信号,Δt
AMQ2
等于水质均衡时长t减去前池调序第二流路预设流量触发信号与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间偏差;Δt
AMQ3
表示以水质均衡时长t为基准的,由前池调序第三流路预设流量触发信号时间与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间共同生成的变时长脉冲信号,Δt
AMQ3
等于水质均衡时长t减去前池调序第三流路预设流量触发信号与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间偏差;Δt
Q12
、Δt
Q13
、Δt
Q23
分别表示对应2个编号流路流量阈值触发本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种排水管网径流水质的分析监控方法,其特征在于,包括:S1,控制多台水质分析仪根据采样启动信号切换运行,以生成前池水体的连续水质数据;S2,根据流路调序方程组和采集的数据,控制在前池入流口的流路调序组件中的各阀门;所述采集的数据至少包括水质数据、雨量数据、前池液位数据、流量数据和水质均衡时长相关数据中的一种;所述流路调序组件包括3组可控三通阀和3组可控四通阀,设置有三路径流入口连接前段多源径流管道,设置有1路调蓄出口至调蓄池以及1路测流出口至前池;S3,结合所述连续水质数据和各阀门的控制信号,计算出三路径流的水质数据以获取到水质数据超标的径流;S4,基于水质数据超标的径流,以及该径流前段来水路径标记,定位出导致水质数据超标的支流路径;S5,基于计算出的三路径流的水质数据,进行相应的处理。2.根据权利要求1所述的排水管网径流水质的分析监控方法,其特征在于,S1中,水质数据生成方程如下:数据生成方程如下:其中,AM
T
为T时刻水质数据,为预设编号的水质分析仪组选择切换数据集,J为水质分析仪编号,m为水质分析仪组数量,L
fl
为前池液位低信号,为上取整运算,1为水质分析仪取样开始至水质分析获得数据上限时长,t为前池注水平均水质均衡时长,rem()为取余数运算;水质数据采集方程的含义为在前池液位不为低时,自T0时刻开始,以mt为循环取值切换周期,在m组水质分析仪中连续自1到m切换取值作为T时刻的水质数据。3.根据权利要求2所述的排水管网径流水质的分析监控方法,其特征在于,S2中,所述3组可控三通阀包括第一三通阀VS1、第二三通阀VS2和第三三通阀VS3;所述3组可控四通阀包括第一四通阀VS4、第二四通阀VS5和第三四通阀VS6;自第一四通阀VS4、第二四通阀VS5和第三四通阀VS6出口经平流流路直通至测流出口为水质均衡时长t,自第一四通阀VS4、第二四通阀VS5和第三四通阀VS6出口经2t曲流流路至测流出口为2倍水质均衡时长t,自第一四通阀VS4、第二四通阀VS5和第三四通阀VS6出口经3t曲流流路至测流出口为3倍水质均衡时长t;并且,第一三通阀VS1、第二三通阀VS2和第三三通阀VS3均能够旁通至调蓄池;当可控三通阀的控制信号触发时,可控三通阀的直通口关闭旁通口打开;所述可控四通阀由互为闭锁的双信号控制,当第一控制信号触发时可控四通阀的入口与2t曲流段直通,当第二控制信号触发时可控四通阀的入口与3t曲流段直通,前述两信号均未触发时可控四通阀的入口与平流段直通。4.根据权利要求3所述的排水管网径流水质的分析监控方法,其特征在于,S2中,流路
调序方程组和采集的数据,控制在前池入流口的流路调序组件中的各阀门,具体如下:在前池前端三路径流管道采集流量信号,流量信号采集点依管道编号设置于与流路调序组件入口预设间距处,间距长度以实测径流流速实现,自各路流量计至三个可控三通阀入口为水质均衡时长t;流路调序方程组表示如下:其中,F
VS1
表示第一三通阀的控制信号;F
VS2
表示第二三通阀的控制信号;F
VS3
表示第三三通阀的控制信号;F
VS4S
表示第一四通阀的第一控制信号;F
VS4T
表示第一四通阀的第二控制信号;F
VS5S
表示第二四通阀的第一控制信号;F
VS5T
表示第二四通阀的第二控制信号;F
VS6S
表示第三四通阀的第一控制信号;F
VS6T
表示第三四通阀的第二控制信号;AM
Q1h
、AM
Q2h
和AM
Q3h
分别表示前池调序第一流路、前池调序第二流路和前池调序第三流路的水质数据超上限;Δt
AMQ1h
、Δt
AMQ2h
、Δt
AMQ3h
分别表示前池调序第一流路、前池调序第二流路和前池调序第三流路水质超限的弃流和流路断流复位的综合信号;M
R
表示降雨人工激活信号或在线雨量计超预设阈值;L
fh
表示前池液位高信号;Q1、Q2和Q3分别表示前池调序第一流路、前池调序第二流路和前池调序第三流路预设流量阈值触发信号;Δt
AMQ1
表示以水质均衡时长t为基准的,由前池调序第一流路预设流量触发信号时间与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间共同生成的变时长脉冲信号,Δt
AMQ1
等于水质均衡时长t减去前池调序第一流路预设流量触发信号与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间偏差;Δt
AMQ2
表示以水质均衡时长t为基准的,由前池调序第二流路预设流量触发信号时间与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间共同生成的变时长脉冲信号,Δt
AMQ2
等于水质均衡时长t减去前池调序第二流路预设流量触发信号与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间偏差;Δt
AMQ3
表示以水质均衡时长t为基准的,由前池调序第三流路预设流量触发信号时间与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间共同生成的变时长脉冲信号,Δt
AMQ3
等于水质均衡时长t减去前池调序第三流路预设流量触发信号与前池水质分析仪组各水质采样器最后启动信号的触发时间偏差;Δt
Q12
、Δt
Q13
、Δt
Q23
分别表示对应2个编号流路流量阈值触发信号时差与水质均衡时长t的判断信号。5.根据权利要求4所述的排水管网径流水质的分析监控方法,其特征在于,S3中,结合所述连续水质数据和各阀门的控制信号,计算出三路径流的水质数据,具体如下:
其中,AM
QnF
为实时积算的径流管道首发流路水质缓存数据;AM
QnS
为实时积算的径流管道次发流路水质缓存数据;AM
QnT
为实时积算的径流管道最迟流路水质缓存数据;Q
nA
为前池调序第n流路实时流量信号;Q
nF
为已标记为首发流路的管道实时流量信号;Q
nS
为已标记为次发流路的管道实时流量信号;Q
nd
为前池调序第n流路流通信号的复合延时触发复位运算;V
f
为前池液位信号与预设前池底面积数据乘积;Q
nA
·
t为前池调序第n流路单位时间t的积算体积流量;Q
nd

t
为Q
nd
延时触发时长减少1t;AM
T
·
Q
nd

t
代表径流管道来流未混入前池时的前池水质数据;AM
Q1
、AM
Q2
和AM
Q3
分别为标记过时间的前池调序第一流路、前池调序第二流路和前池调序第三流路的水质信号;Q
1T
、Q
2T
和Q
3T
分别为前池调序第一流路、前池调序第二流路和前池调序第三流路流通信号在预设时长后连续独自触发时长达阈值,该信号触发一次后即保持,由复位;为前池调序第n流路流通信号的复合延时触发复位运算求反;∧为浮点数据在布尔量运算后的赋值运算;为混合赋值运算,表示将符号左右两端数据混合为带时间标记的水质数据;TIME为对当前时间T取值后分别减除Δt
Q1d
、Δt
Q2d
和Δt
Q3d
的时间长度,Δt
Qnd
一般为3t+T1;∪为并集运算,表示独立采样流路与作为次发流路或作为最迟流路的水质标记赋值运算合并。6.根据权利要求5所述的排水管网径流水质的分析监控方法,其特征在于,S4中,将三路径流对接工厂不同汇流区域,基于所述汇流区域内工业水系统的外排阀开启信号、泄放阀开启信号或各自流明渠/管道的检查井液位计信号进行首出判断,实现前段汇流的层叠扩展以及来水路径标记,标记如下Q
F
=F
...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈志刚许积庄沈娅芳黄丽真
申请(专利权)人:厦门华夏国际电力发展有限公司
类型:发明
国别省市:

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