本發明涉及智能加藥管理，具體為一種用于污水處理的智能加藥管理系統及方法。

背景技術：

1、污水處理是維護城市環境衛生和公共健康的重要技術之一，它們負責處理城市生活污水，將其中的有害污染物去除，以確保出水水質符合排放標準，生活污水主要污染物來源于人類生活和工業生產中使用的洗滌劑、肥料、農藥等，一旦進入水體，會導致水體富營養化的問題，富營養化會引發水體中藻類的大量繁殖，破壞水生生態系統平衡，影響水質，甚至危及水生物種群的生存。

2、為了降低污水中污染物的含量，傳統的處理方法通常包括生物強化除磷和混凝沉淀除磷等工藝，加藥處理由于操作簡單、效果顯著而被國內大部分污水處理廠采用。在混凝沉淀工藝中，通常會向污水中添加混凝劑作為藥劑，通過與污水中的磷結合形成沉淀物，然后通過沉淀去除磷。

3、現有的智能加藥管理系統往往通過實時的處理水的濁度監測來控制加藥啟停，一方面，由于處理水箱處于不斷地進水排水過程中，處理水濁度會不斷波動，頻繁的啟停加藥泵大幅度的減少了加藥泵的使用壽命；一方面，由于整個系統的復雜度，加藥管道壓力會不斷變化，從而帶動藥品流速的變化，系統難以考慮到藥品流速對污水處理效果的影響；另一方面，即使兼顧藥品流速的變化，藥品的慣性和重力也會使藥品在處理水已經達到水質要求后，繼續留下處理水箱，從而帶來藥品浪費和處理水水質變差的影響。

4、所以，人們需要一種用于污水處理的智能加藥管理系統及方法來解決上述問題。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種用于污水處理的智能加藥管理系統及方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為了解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種用于污水處理的智能加藥管理系統，所述系統包括：處理水箱監測模塊、藥品流速監測模塊、數據庫、加藥管道分析模塊和加藥泵運行時長分析模塊；

3、通過所述處理水箱監測模塊監測處理水的濁度，分析加藥泵運行預估時長；

4、通過所述藥品流速監測模塊實時監測加藥管道中的藥品流速，分析加藥管道中的藥品流速波動幅度計算藥品流速影響系數；

5、通過所述加藥管道分析模塊分析加藥管道的長度和半徑，分析加藥管道影響系數；

6、通過所述加藥泵運行分析模塊分析此次加藥泵運行最佳時長。

7、進一步的，所述處理水箱監測模塊包括濁度傳感器，系統通過濁度傳感器實時監測并記錄處理水箱中處理水的濁度，考慮處理水的濁度變化速度計算加藥泵運行預估時長；在系統中，原水箱通過原水泵將原水通過處理水管道傳輸向處理水箱，藥品箱通過加藥泵將藥品通過加藥管道傳輸向處理水箱。濁度計是一種重要的水質監測儀器，其工作原理是基于光學原理，通過對水體中的光線進行測量，可以計算出水體的濁度。濁度計具有測量快速、準確、穩定等優點，可廣泛應用于各種水體監測領域，對于不同水體環境，可以對濁度計需要進行校準和調整，從而適應不同種類的污水。

8、進一步的，所述藥品流速監測模塊包括超聲波流速傳感器，系統通過超聲波流速傳感器實時監測加藥管道中的藥品流速，分析加藥管道流速波動幅度計算藥品流速影響系數，超聲波流量測量是唯一的非侵入式流量測量技術，無需切割管道安裝流量計，幾乎免維護，可用作便攜式流量測量設備。?超聲波流量計是用于測量管道或導管中流體流速的高精度和可靠設備。?時差原理在清潔液體中效果最好，而多普勒原理在臟液體中效果最好，超聲波流量計具有多種優勢，包括高精度、非侵入性以及范圍廣和多功能性，?因此，考慮到部分藥品具有腐蝕性，由于超聲波流量計能夠在不與被測流體接觸的情況下準確測量液體和氣體的流速，系統采用超聲波流量計對藥品流速進行監測。

9、進一步地，所述加藥管道分析模塊通過數據庫調用加藥管道的管道信息，管道信息包括加藥管道長度和加藥管道半徑，考慮加藥管道長度和加藥管道半徑分析加藥管道影響系數，由于加藥管道長度和加藥管道半徑會影響管道壓力，從而影響到管道內藥品在無外力影響下的流量，因此，這里考慮加藥管道長度和加藥管道半徑分析加藥管道影響系數。

10、進一步地，所述加藥泵運行時長分析模塊綜合考慮藥品流速影響系數、加藥管道流速和加藥管道影響系數，分析此次加藥泵運行最佳時長，綜合考慮藥品流速影響系數、加藥管道流速和加藥管道影響系數，增強了對智能加藥管理的全面性。

11、一種用于污水處理的智能加藥管理方法，包括以下步驟：

12、s1：當加藥泵開始運行時，記錄加藥泵運行時長和處理水箱中處理水的濁度，考慮處理水的濁度變化速度分析加藥泵運行預估時長；

13、s2：實時監測加藥管道流速，分析加藥管道流速波動幅度計算藥品流速影響系數；

14、s3：從數據庫中調用加藥管道長度和加藥管道半徑，分析加藥管道影響系數；

15、s4：綜合考慮加藥泵運行預估時長、藥品流速影響系數和加藥管道影響系數，分析此次加藥泵運行最佳時長，當加藥泵運行時長達到最佳時長后，控制加藥泵關閉。

16、進一步的，在步驟s1中，當加藥泵開始運行時，系統通過濁度傳感器記錄處理水箱中處理水的初始濁度為a，檢測到處理水當前濁度為at，在t時前處理水的濁度為at_t，其中t為系統設定的處理水濁度監測的時間間隔，t為從加藥泵開始運行到處理水濁度為at的時長，系統向數據庫調用系統設定的處理水要求濁度為a，所述要求濁度為判斷處理水是否加藥充分的濁度要求值，考慮處理水的濁度變化速度計算加藥泵運行預估時長b：

17、；

18、濁度計測量快速、準確、穩定，可廣泛應用于各種水體監測領域，如河流、湖泊、工業廢水等，?可以及時發現水體中的濁度異常，方便預測其未來的變化趨勢，在城市污水處理中有良好的使用前景。

19、進一步的，在步驟s2中，系統通過超聲波流速傳感器實時監測加藥管道流速，超聲波流量計具有多種優勢，包括高精度、非侵入性以及范圍廣和多功能性，?因此，考慮到部分藥品具有腐蝕性，由于超聲波流量計能夠在不與被測流體接觸的情況下準確測量液體和氣體的流速，系統采用超聲波流量計對藥品流速進行監測，分析加藥管道流速波動幅度計算藥品流速影響系數，當前流速為q，系統查詢本次加藥過程中，從加藥泵開始運行t時間內加藥管道流速最高值為qmax，加藥管道流速最低值為qmin，計算藥品流速影響系數kq：

20、。

21、進一步的，在步驟s3中，系統從數據庫調用加藥管道長度c、加藥管道半徑d和處理水箱半徑e，考慮加藥管道長度和加藥管道半徑分析加藥管道影響系數ke：

22、；

23、其中，kc為加藥管道長度對加藥管道影響系數的影響權重，kd為加藥管道半徑對加藥管道影響系數的影響權重，在大型污水處理項目中，由于項目大、管道復雜的項目特性，考慮管道自身的特點對智能加藥進行管理將極大的增強系統的穩定性。

24、在步驟s4中，系統綜合考慮加藥泵運行預估時長b、藥品流速影響系數和加藥管道影響系數，分析此次加藥泵運行最佳時長g：

25、；

26、當加藥泵運行時長達到最佳時長g時，系統關閉加藥泵，此時允許管道內藥品由于慣性和重力流向處理水箱。

27、與現有技術相比，本發明所達到的有益效果是：系統通過智能加藥管理減少污水處理的誤差，控制污水處理中的加藥量，一方面，系統通過分析處理水箱中處理水的渾濁度，計算加藥泵運行預估時長，減少了加藥泵由于頻繁啟停帶來的風險，一方面，由于整個系統的復雜度，加藥管道壓力會不斷變化，從而帶動藥品流速的變化，系統考慮到藥品流速對污水處理效果的影響，優化加藥泵的允許時長，改善處理水的處理效果，另一方面，系統兼顧藥品流速的變化，考慮到藥品的慣性和重力也會使藥品在處理水已經達到水質要求后，繼續留下處理水箱，通過分析加藥管道長度和加藥管道半徑減少藥品在無外力狀況下流入處理水箱帶來的影響。本發明綜合考慮藥品流速和管道特性，減少了在污水處理中加藥量的誤差，增強了智能加藥管理的全面性。