本發明涉及一種基于ai的污水處理可視化預警系統及方法，屬于污水處理。

背景技術：

1、隨著環保要求的日益提高，污水處理場現在已經實現全流程封閉，而且對污水工藝要求由以前的末端排口控制提高到對全過程控制管理，對各工段的工藝操作要求也具體到量化管理。

2、由于污水進污水處理場,及后續污水處理流程均為密閉進行，生產過程中無法直觀了解來水和處理過程中的實際情況；同時污水場污水來源情況復雜，受間斷排污及異常排污影響，污水水質波動較大，時常發生隔油浮選出水和石油類超標等異常情況，嚴重影響后續生化系統穩定運行；3.污水的污油成分高，造成后續的油水分離不完全，并引起下游程序其他相關的問題而造成污水處理不能達標。因此，傳統的污水處理場操作控制方法已經難以滿足新的環保要求。

3、針對這一問題，本發明的目的是設計一種智能化污水處理場可視化預警系統，以解決現有操作控制方法無法適應新環保要求的問題。

技術實現思路

1、為了解決上述問題，本發明提出了一種基于ai的污水處理可視化預警系統及方法，能夠解決現有操作控制方法無法適應新環保要求的問題。

2、本發明解決其技術問題采取的技術方案是：

3、第一方面，本發明實施例提供的一種基于ai的污水處理可視化預警系統，包括信息采集裝置、信號傳輸裝置、數據處理與分析系統和客戶端；

4、所述信息采集裝置實時采集污水處理場內的參數信息，所述污水處理場內的參數信息包括水質參數信息和處理設備運行參數信息；

5、所述信號傳輸裝置將信息采集裝置采集到的數據傳輸到后端的處理與分析系統；

6、所述數據處理與分析系統通過對信息采集裝置采集到的數據進行處理和分析，找出其中的異常點和潛在問題，并將處理分析結果及預警信息發送給客戶端；

7、所述客戶端接收并顯示處理分析結果及預警信息。

8、作為本實施例一種可能的實現方式，所述信號傳輸裝置包括采集器和中繼器；所述采集器和中繼器安裝有嵌入式通信軟件。

9、作為本實施例一種可能的實現方式，所述采集器包括遠距離無線采集器。

10、作為本實施例一種可能的實現方式，所述數據處理與分析系統安裝有故障診斷與數據分析軟件和ai識別軟件。

11、作為本實施例一種可能的實現方式，所述信息采集裝置包括：

12、智能相機，用于污水進水口格柵池、氣浮池、好氧池和沉淀池的可視化監測；

13、熒光法溶解氧傳感器，用于在線實時化學分析污水中的溶解氧、飽和度和溫度連續監測；

14、溫度傳感器，用于實時采集即將進入曝氣池的水的溫度值，進行氣浮池入口溫度的監測；

15、雷達液位計，用于氣浮池的液位監測；

16、水質信息采集器，用于在二沉池出口和提升池位置進行ph、nh3-n、cod和do的水質監測；

17、機泵振動監測器，用于監測核心動設備的振動參數；

18、參數收集器，用于對電機的電流、電壓、功率和絕緣參數實時在線監測。

19、作為本實施例一種可能的實現方式，所述數據處理與分析系統包括：

20、數據采集模塊,用于收集和采集來自污水處理設備的設備運行狀態、工作參數和水質變化數據，這些數據可以通過各種傳感器進行實時采集，也可以定期上傳；

21、數據處理與分析模塊，用于負責對采集到的數據進行處理和分析，提取有價值的信息；

22、可視化展示模塊，用于將數據處理與分析模塊處理后的結果進行可視化展示，生成圖表或報告格式，便于用戶直觀地了解污水處理狀況；

23、預警模塊，用于根據數據處理與分析模塊的分析結果，生成預警信息，并通過多種方式進行傳播，如系統報警、郵件、語音、短信等；

24、報表模塊，用于自動保存并生成各種類型的報表，如設備運行報表、水質變化報表、異常事件報表等；

25、通信模塊，用于將數據和預警信息進行本地存儲和傳輸，同時支持與其他系統的數據交換和共享；

26、升級與維護模塊，用于持續自我學習和優化，不斷地更新算法和規則庫，提高預警和診斷的準確性和有效性；

27、接口模塊，用于提供多種接口，如api接口、設備通訊接口等，方便后期的擴展和接入新設備；

28、備份與恢復模塊，用于在遇到硬件故障時，能夠快速切換到備用設備，確保系統連續運行；

29、預警模塊，用于采用多種預警方式進行預警，警方式包括但不限于文字報警、圖形報警、聲音報警、郵件報警和手機app推送；

30、網絡訪問模塊，用于通過服務器或遠程訪問系統，查看和修改設備的各項設置；

31、報表模塊，用于自動保存歷史數據和預警信息，并形成報表，所述報表包括但不限于設備運行報表、水質變化報表和異常事件報表，可以幫助用戶深入了解污水處理狀況。

32、第二方面，本發明實施例提供的一種基于ai的污水處理可視化預警方法，包括：

33、步驟1，對污水處理過程中水質進行實時監測，對各項水質參數的測量和分析，識別異常數據并進行實時報警；

34、步驟2，對污水處理過程中設備進行在線監測，獲取設備運行信息，并進行分析處理，對設備狀態的精確預測，當設備出現異常時，立即發出警報。

35、作為本實施例一種可能的實現方式，所述步驟1，包括以下步驟：

36、步驟11，對現場污水數據參數進行實時采集；

37、步驟12：將采集的污水數據參數對比污水指標要求，分析水質指標是否滿足要求；

38、步驟13：對超標水質進行識別判斷，并從數據處理分析庫里匹配導致水質超標的原因及對應的處理方法，并對崗位人員進行預警和提出相應的解決辦法。

39、作為本實施例一種可能的實現方式，所述步驟2，包括以下步驟：

40、步驟21：對運轉設備各項參數進行實時監測；

41、步驟22：將運轉設備各項參數對比運行指標要求，分析機泵各運行參數是否符合要求；

42、步驟23：對超標參數進行自動分析，將設備溫度和振動參數劃分不同的區域，并定義為非緊急、緊急和非常緊急3種狀態；

43、步驟24：將定義結果發送給崗位人員，預警該設備出現故障，并根據狀態提醒是否可以繼續運行或者停止運行；

44、步驟25：對故障設備提出檢維修建議，并根據緊急狀態提出維修方案。

45、作為本實施例一種可能的實現方式，所述維修方案包括：

46、非緊急狀態：當設備預警為非緊急狀態時，將該設備列入大檢修計劃，提醒該設備可在監控狀態下運行，同時告知檢維修人員，并對倉庫配件進行檢測，沒有相應配件的，會提醒相關人員進行采購，只有當維修人員和倉庫配件同時滿足要求時，該檢維修計劃才能會審批通過；同步列入的設備檢維修系統，定期進行提示；

47、緊急狀態：當設備預警為緊急狀態時，將該設備列為日常檢維修計劃，提醒該設備需要緊急停運，同時告知檢維修人員，并對倉庫配件進行檢測，沒有相應配件的，會提醒相關人員需要進行緊急采購，只有當維修人員和倉庫配件同時滿足要求時，該檢維修計劃才能會審批通過；

48、非常緊急狀態：當設備預警為緊急狀態時，將該設備列為搶修計劃，同步列入設備檢維修系統，并提醒檢維修人員填寫維修內容和詳細的維修情況。

49、本發明實施例的技術方案可以具有的有益效果如下：

50、本發明對污水進水口格柵池監控多次預警電脫鹽來水水質波動，輔助操作人員提前發現異常，及時采取應對措施，有效避免了電脫鹽污水含油較多對污水場浮選單元及生化單元的沖擊，保證了污水處理水質的穩定達標；通過監測沉淀池刮泥機電參數波動有效解決了沉淀池刮泥機沒有運行狀態所帶來的監控難的問題；通過氣浮池視頻監控有效減少班組勞動強度及有毒有害氣體對班組人員人身安全所帶來的潛在威脅，為高效氣浮平穩、安全、環保運行提供支持。

51、本發明不僅監測污水的各個環節，而且對各個環節的設備運行狀況也做了全面的實時在線監測和故障診斷，提高了污水處理場運行的精準控制水平，大幅降低了故障率，降低了因檢修造成的工藝介質排放量、維修材料消耗、人工費用等人力物力，確保了污水處理環保達標運行，避免出現環保事故。