申请/专利权人：寿县国祯水处理有限公司

申请日：2023-03-24

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN116375233B

主分类号：C02F7/00

分类号：C02F7/00;C02F1/00;G01N33/18;G01F1/00;G06N3/04;G06N3/084

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2023.07.21#实质审查的生效;2023.07.04#公开

摘要：本发明公开了一种分区联动提升的曝气系统及需氧量联动计算方法，包括：多个曝气组件、曝气送气管、曝气监测组件、进气控制模块以及数据处理模块，所述多个曝气组件离散分布于生化池中形成多个曝气分区，所述曝气送气管布设在各个曝气分区内以为曝气组件进行氧气供应，所述进气控制模块设置在曝气送气管上以控制曝气送气管向曝气分区内供应的氧气气量，所述曝气监测组件设置在各个曝气分区内进行曝气过程的状态监测。本发明以集群中心的曝气分区的需氧量联动计算出生化池中各个曝气分区的需氧量，实现曝气分区间的联动分析，降低数据监测量和处理量，保证需氧量的计算时效性，最终提升曝气效果。

主权项：1.一种分区联动提升的曝气系统的需氧量联动计算方法，其特征在于，使用一种分区联动提升的曝气系统，曝气系统包括：多个曝气组件、曝气送气管、曝气监测组件、进气控制模块以及数据处理模块，所述多个曝气组件离散分布于生化池中形成多个曝气分区，所述曝气送气管布设在各个曝气分区内以为曝气组件进行氧气供应，所述进气控制模块设置在曝气送气管上以控制曝气送气管向曝气分区内供应的氧气气量，所述曝气监测组件设置在各个曝气分区内进行曝气过程的状态监测，所述数据处理模块与曝气监测组件、进气控制模块进行通信连接；所述数据处理模块中设置有曝气分区的需氧量联动计算模型，所述数据处理模块接收曝气监测组件采集得到的曝气状态数据，经由需氧量联动计算模型得到各个曝气分区的需氧量，并将各个曝气分区的需氧量传输给进气控制模块以调控曝气送气管供应的氧气气量；曝气监测组件监测每个曝气分区的曝气状态数据，数据处理模块基于各个曝气分区的曝气状态数据对各个曝气分区进行聚类分析得到多个分区联动集群，并在多个分区联动集群中计算出集群中心的曝气分区的需氧量，以集群中心的曝气分区的需氧量联动计算出生化池中各个曝气分区的需氧量；所述需氧量联动计算方法，包括以下步骤：监测生化池中的平均进水水量、进水水质、出水水质，以及获取预先设计的进水水量、预先设计的进水水质、预先设计的出水水质，根据平均进水水量、进水水质、出水水质以及预先设计的进水水量、预先设计的进水水质、预先设计的出水水质确定出生化池曝气所需的气水比，并根据生化池曝气所需的气水比确定出曝气鼓风机的选型；监测每个曝气分区的曝气状态数据，基于各个曝气分区的曝气状态数据对各个曝气分区进行聚类分析得到多个分区联动集群，并在多个分区联动集群中计算出集群中心的曝气分区的需氧量，以集群中心的曝气分区的需氧量联动计算出生化池中各个曝气分区的需氧量；生化池曝气所需的气水比的确定，包括：基于生化池曝气所需的气水比历史数据，平均进水水量、进水水质、出水水质以及预先设计的进水水量、预先设计的进水水质、预先设计的出水水质的历史数据构建出气水比测算模型，其中，以平均进水水量、进水水质、出水水质以及预先设计的进水水量、预先设计的进水水质、预先设计的出水水质的历史数据为BP神经网络的输入项，以生化池曝气所需的气水比历史数据作为BP神经网络的输出项，利用BP神经网络基于所述输入项和所述输出项进行网络训练得到所述气水比测算模型；所述气水比测算模型的模型表达式：H=BPA,B,C,a,b,c；式中，H为气水比，A,B,C,a,b,c分别为平均进水水量，进水水质，出水水质，预先设计的进水水量，预先设计的进水水质，预先设计的出水水质，BP为BP神经网络；在多个分区联动集群中计算出集群中心的曝气分区的需氧量，包括：确定每个分区联动集群中位于集群中心的曝气分区，并获取集群中心的曝气分区中预先设计的进水水量，预先设计的进水水质，预先设计的出水水质；利用集群中心的曝气分区中预先设计的进水水量，预先设计的进水水质，预先设计的出水水质以及曝气状态数据计算出集群中心的曝气分区中需氧量；集群中心的曝气分区的需氧量联动计算出生化池中各个曝气分区的需氧量，包括：确定每个分区联动集群中位于集群中心的曝气分区，并计算出每个分区联动集群中除集群中心的曝气分区外的各个曝气分区与集群中心的曝气分区间的集群内距离作为除集群中心的曝气分区外的各个曝气分区的联动修正系数，所述集群内距离为曝气分区间的曝气状态数据的欧氏距离；基于联动修正系数和集群中心的曝气分区的需氧量得到除集群中心的曝气分区外的各个曝气分区的需氧量，以实现曝气分区间需氧量的智能联动计算；联动计算公式为：Ki=||Si-So||；式中，Ki为除集群中心的曝气分区外的第i个曝气分区与集群中心的曝气分区的联动修正系数，Si为除集群中心的曝气分区外的第i个曝气分区的需氧量，So为集群中心的曝气分区的需氧量，i为计数变量，||Si-So||为Si和So的欧氏距离。

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