公布日：2023.11.14

申請日：2023.10.10

分類號：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I;C02F3/32(2023.01)I

摘要

一種監測與診斷一體化聯動污水處理系統和方法，該系統包括控制系統、調節池、生化處理模塊和人工濕地處理模塊，控制系統包括動態監測模塊和專家診斷模塊，動態監測模塊用于監測調節池中的水質水量數據，專家診斷模塊用于根據水質水量數據匹配相應的專家處理模式和確定相應的處理措施，調節池與生化處理模塊和人工濕地處理模塊的連接可調控，其中，控制系統根據專家診斷模塊的診斷結果，控制將調節池僅連接生化處理模塊與人工濕地處理模塊其中之一，或串聯連接生化處理模塊與人工濕地處理模塊，或串聯連接人工濕地處理模塊與生化處理模塊。該系統可實現村鎮污水的智慧檢測-診斷-精準治理一體化，有效解決村鎮污水水質、水量波動大等問題。

權利要求書

1.一種監測與診斷一體化聯動污水處理系統，其特征在于，包括控制系統、調節池、生化處理模塊和人工濕地處理模塊，所述控制系統包括動態監測模塊和專家診斷模塊，所述動態監測模塊用于監測所述調節池中的水質水量數據，所述專家診斷模塊用于根據所述水質水量數據匹配相應的專家處理模式和確定相應的處理措施，所述調節池與所述生化處理模塊和所述人工濕地處理模塊的連接可調控，其中，所述控制系統根據所述專家診斷模塊的診斷結果，控制將所述調節池僅連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊其中之一，或依序串聯連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊，或依序串聯連接所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊，從而實現監測與診斷一體化聯動污水處理；其中，所述水質水量數據包括COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度；所述控制系統配置成：當監測到COD濃度高而氨氮濃度和總磷濃度低時，控制串聯所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊進行處理；當監測到COD濃度低而氨氮濃度和總磷濃度高時，控制反向串聯所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊進行處理；當監測到COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度及其比例適宜時，控制由所述生化處理模塊單獨進行處理；當監測到COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度均低時，控制由所述人工濕地處理模塊單獨進行處理；其中所述濃度低、所述濃度高和所述比例適宜均對應于預定義的濃度范圍和比例范圍。

2.如權利要求1所述的監測與診斷一體化聯動污水處理系統，其特征在于，所述生化處理模塊包括A2O處理池和沉淀池，所述A2O處理池中進行曝氣及加藥除磷處理；所述人工濕地處理模塊設置有磷快吸附-緩釋放填料。

3.如權利要求2所述的監測與診斷一體化聯動污水處理系統，其特征在于，所述控制系統根據溶解氧探頭的實時監測數據，控制所述A2O處理池中的曝氣裝置實時單位時間內的曝氣量；所述曝氣裝置的曝氣口采用海綿狀結構以產生微球形氣泡，進行微曝氣處理。

4.如權利要求1所述的監測與診斷一體化聯動污水處理系統，其特征在于，所述COD濃度高而氨氮濃度和總磷濃度低是指COD濃度>200mg/L、氨氮濃度<25mg/L、總磷濃度<2.0mg/L，所述COD濃度低而氨氮濃度和總磷濃度高是指COD濃度<100mg/L、氨氮濃度>40mg/L、總磷濃度>5.0mg/L，所述COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度及其比例適宜是指COD濃度為100-200mg/L、氨氮濃度為25-40mg/L、總磷濃度為3.0-5.0mg/L，所述COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度均低是指COD濃度<100mg/L、氨氮濃度<25mg/L、總磷濃度<2.0mg/L。

5.如權利要求4所述的監測與診斷一體化聯動污水處理系統，其特征在于，所述比例適宜是指碳氮磷的濃度比值為100：5：1。

6.如權利要求1至5任一項所述的監測與診斷一體化聯動污水處理系統，其特征在于，所述控制系統包括流量調節單元，流量調節的過程包括基于頻率跟隨模式的初步調試階段、基于流量調節模式的中后期養菌階段、以及進行自學習流量調節的穩定運行后階段。

7.如權利要求1至5任一項所述的監測與診斷一體化聯動污水處理系統，其特征在于，所述控制系統基于云服務器，實現遠程的數據通信、處理和控制。

8.一種監測與診斷一體化聯動污水處理方法，其特征在于，使用如權利要求1至7任一項所述的監測與診斷一體化聯動污水處理系統，其中，所述動態監測模塊監測所述調節池中的水質水量數據，所述專家診斷模塊根據所述水質水量數據匹配相應的專家處理模式和確定相應的處理措施，所述調節池與所述生化處理模塊和所述人工濕地處理模塊的連接可調控，其中，所述控制系統根據所述專家診斷模塊的診斷結果，控制將所述調節池僅連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊其中之一，或依序串聯連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊，或依序串聯連接所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊，從而實現監測與診斷一體化聯動污水處理；其中，所述水質水量數據包括COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度；所述控制系統配置成：當監測到COD濃度高而氮磷濃度低時，控制串聯所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊進行處理；當監測到COD濃度低而氮磷濃度高時，控制反向串聯所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊進行處理；當監測到COD濃度和氮磷濃度及其比例適宜時，控制由所述生化處理模塊單獨進行處理；當監測到COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度均低時，控制由所述人工濕地處理模塊單獨進行處理；其中所述濃度低、所述濃度高和所述比例適宜均對應于預定義的濃度范圍和比例范圍。

發明內容

本發明的主要目的在于克服上述背景技術的缺陷，提供一種監測與診斷一體化聯動污水處理系統和方法，能夠實現村鎮污水的智慧檢測-診斷-精準治理一體化。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種監測與診斷一體化聯動污水處理系統，包括控制系統、調節池、生化處理模塊和人工濕地處理模塊，所述控制系統包括動態監測模塊和專家診斷模塊，所述動態監測模塊用于監測所述調節池中的水質水量數據，所述專家診斷模塊用于根據所述水質水量數據匹配相應的專家處理模式和確定相應的處理措施，所述調節池與所述生化處理模塊和所述人工濕地處理模塊的連接可調控，其中，所述控制系統根據所述專家診斷模塊的診斷結果，控制將所述調節池僅連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊其中之一，或依序串聯連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊，或依序串聯連接所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊，從而實現監測與診斷一體化聯動污水處理。

進一步地：

所述生化處理模塊包括A2O處理池和沉淀池，所述A2O處理池中進行曝氣及加藥除磷處理；所述人工濕地處理模塊設置有磷快吸附-緩釋放填料。

所述控制系統根據溶解氧探頭的實時監測數據，控制所述A2O處理池中的曝氣裝置實時單位時間內的曝氣量；所述曝氣裝置的曝氣口采用海綿狀結構以產生微球形氣泡，進行微曝氣處理。

所述控制系統根據總磷探頭的實時監測數據，聯合溫度、pH、水量、微生物活性和污水總磷含量的關系，采用數據擬合和雙向計算得到污水處理過程中投藥量計算模型，用以控制投藥量。

所述水質水量數據包括COD濃度、氨氮濃度、總磷濃度和懸浮物SS濃度、溶解氧濃度以及流速中的一種或多種。

所述控制系統配置成：當監測到COD濃度高而氮磷濃度低時，控制串聯所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊進行處理；當監測到COD濃度低而氮磷濃度高時，控制反向串聯所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊進行處理；當監測到COD濃度和氮磷濃度及其比例適宜時，控制由所述生化處理模塊單獨進行處理；當監測到COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度均低時，控制由所述人工濕地處理模塊單獨進行處理；其中所述濃度低、所述濃度高和所述比例適宜均對應于預定義的濃度范圍和比例范圍。

具體地，所述COD濃度高而氨氮濃度和總磷濃度低是指COD濃度>200mg/L、氨氮濃度<25mg/L、總磷濃度<2.0mg/L，所述COD濃度低而氨氮濃度和總磷濃度高是指COD濃度<100mg/L、氨氮濃度>40mg/L、總磷濃度>5.0mg/L，所述COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度及其比例適宜是指COD濃度為100-200mg/L、氨氮濃度為25-40mg/L、總磷濃度為3.0-5.0mg/L，所述COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度均低是指COD濃度<100mg/L、氨氮濃度<25mg/L、總磷濃度<2.0mg/L。

所述比例適宜是指碳氮磷比值約為100：5：1。

所述控制系統包括流量調節單元，流量調節的過程包括基于頻率跟隨模式的初步調試階段、基于流量調節模式的中后期養菌階段、以及進行自學習流量調節的穩定運行后階段。

所述控制系統基于云服務器，實現遠程的數據通信、處理和控制。

一種監測與診斷一體化聯動污水處理方法，使用所述的監測與診斷一體化聯動污水處理系統，其中，所述動態監測模塊監測所述調節池中的水質水量數據，所述專家診斷模塊根據所述水質水量數據匹配相應的專家處理模式和確定相應的處理措施，所述調節池與所述生化處理模塊和所述人工濕地處理模塊的連接可調控，其中，所述控制系統根據所述專家診斷模塊的診斷結果，控制將所述調節池僅連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊其中之一，或依序串聯連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊，或依序串聯連接所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊，從而實現監測與診斷一體化聯動污水處理。

本發明具有如下有益效果：

本發明針對村鎮生活污水處理系統水質、水量波動大，人為管理成本高等問題，提供了一種污水處理過程中智慧監測與專家診斷一體化的監測與診斷一體化聯動污水處理系統，該系統通過污水水質水量在線監測與專家診斷，依據水質水量相應地將污水送入高負荷生化處理模塊或低負荷人工濕地處理模塊進行處理，或是將兩者依序串聯進行污水處理，實現村鎮污水的智慧檢測-診斷-精準治理一體化，能夠有效解決村鎮污水水質、水量波動大，人為管理成本高等問題。

（發明人：毛偉;李強;鄧新輝;李文姣;馬任）