CN211620147U - 一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及污水处理设备领域，具体涉及一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统，第一搅拌罐的输入端通过第一抽水泵与污水调节池连接，第一搅拌罐的输出端与第二搅拌罐的输入端连接，第二搅拌罐的输出端与第一缓冲罐的输入端连接，第一缓冲罐的输出端通过管道与污水沉淀池连接，第一搅拌罐、第二搅拌罐和第一缓冲罐的顶部均敞开设置，第一搅拌罐的顶部设有第一电控加药装置，第二搅拌罐的顶部设有第二电控加药装置，第一缓冲罐的顶部设置有第一图像采集装置。本实用新型解决了传统的单纯依靠技术人员肉眼观察和经验分析的滞后性的缺点，使得污水处理效果更好。

Description

一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理设备领域，具体涉及一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统。

背景技术

污水处理，为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

处理污水的方法很多，一般可归纳为物理法、化学法和生物法等。其中化学法是最为常见的处理方法，根据污水中污染物成分的不同加入不同的絮凝剂药剂，使得发生相应的化学反应产生絮状物，反应后的污水排入到沉淀池内进行絮状物沉淀，最后形成上层清水，下层沉淀污泥的情况。

在工业生产中，污水的中污染物成分相对固定，因此所加入到污水中的絮凝剂的种类相对固定，但是随着设备的工作状态不同，无水中污染物的比例会发生变化，这就需要经验非常丰富的工作人员根据污染程度实时调整絮凝剂的加入量，进而确保污染物能够充分絮凝，保证污水处理效果。

然而依靠认为经验根据污水的污染程度实时调整絮凝剂加入量是难以控制的，那一做到实时监控，往往污染程度变化过快，而加药量调整相对滞后的情况。

基于上述原因，需要对现有的污水处理中药剂加入量的调整进行改进，解决人工调整加药量滞后污水处理效果不好的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统，该加药量控制系统设置在污水调节池和污水沉淀池之间，包括第一搅拌罐、第二搅拌罐、第一缓冲罐、控制终端，第一搅拌罐的输入端通过第一抽水泵与污水调节池连接，第一搅拌罐的输出端与第二搅拌罐的输入端连接，第二搅拌罐的输出端与第一缓冲罐的输入端连接，第一缓冲罐的输出端通过管道与污水沉淀池连接，第一搅拌罐、第二搅拌罐和第一缓冲罐的顶部均敞开设置，第一搅拌罐的顶部设有第一电控加药装置，第二搅拌罐的顶部设有第二电控加药装置，第一缓冲罐的顶部设置有第一图像采集装置，第一抽水泵、第一电控加药装置、第二电控加药装置和第一图像采集装置均有控制终端信号连接。

优选地，第一搅拌罐的输出端和第二搅拌罐的输入端之间安装有第二抽水泵，第二搅拌罐的输出端与第一缓冲罐的输入端之间安装有第三抽水泵，第一缓冲罐的输出端安装有与污水沉淀池连接的污水排出管道，该污水排出管道上安装有第一电控排水阀，第二抽水泵、第三抽水泵和第一电控排水阀均与控制终端信号连接。

作为本实用新型的另一个实施例，还包括有第二缓冲罐，该第二缓冲罐的输入端与第一搅拌罐的输出端连接，第二缓冲罐的输出端与第二搅拌罐的输入端连接，第一搅拌罐的输出端与第二缓冲罐的输入端之间安装有第二抽水泵，第二缓冲罐的输出端与第二搅拌罐的输入端之间安装有第三抽水泵，第二搅拌罐的输出端与第一缓冲罐的输入端之间安装有第四抽水泵，第二缓冲罐的输出端安装有与污水沉淀池连接的污水排出管道，该污水排出管道上安装有第一电控排水阀，第二抽水泵、第三抽水泵、第四抽水泵和第一电控排水阀均与控制终端信号连接。

优选地，第二缓冲罐的顶部设置有第二图像采集装置，该第二图像采集装置与控制终端信号连接。

优选地，第一缓冲罐安装有连接到第二搅拌罐顶部的第一污水回流管道，该第一污水回流管道安装有第五抽水泵，第五抽水泵与控制终端信号连接。

优选地，第二缓冲罐安装有连接到第一搅拌罐顶部的第二污水回流管道，该第二污水回流管道安装有第六抽水泵，第六抽水泵与控制终端信号连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型针对污水处理中絮凝剂的加入量进行准确控制，采用图像识别对絮凝后的污水进行分析处理，通过处理结果反馈控制加药装置的加药量，解决了传统的单纯依靠技术人员肉眼观察和经验分析的滞后性的缺点，使得污水处理效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是传统的污水处理流程示意图；

图2是本实用中第一种具体实施方式的流程示意图；

图3是本实用中第二种具体实施方式的示意图；

图中：

车间1，自流管2，排水泵3，污水调节池4，污水沉淀池5，污泥泵6，第一搅拌罐7，第二搅拌罐8，第一缓冲罐9，第二缓冲罐10，第一抽水泵11，第二抽水泵12，第三抽水泵13，第四抽水泵14，第一图像采集装置15，第二图像采集装置16，污水排出管道17，第一污水回流管道18，第二污水回流管道19。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参照图1所示，传统的化学法污水处理流程如下：

车间1产生的污水通过自流管2或者排水泵3将污水排放到污水调节池4中，通过第一抽水泵11将污水抽取到第一搅拌罐7中，对第一搅拌罐7中的污水添加絮凝剂A并进行搅拌，第一搅拌罐7中的絮凝发生结束后，通过第二抽水泵12将第一搅拌罐7内第一步絮凝反应后的污水抽取到第二搅拌罐8中，对第二搅拌罐8中的污水添加絮凝剂B并进行搅拌，第二搅拌罐8中的絮凝反应结束后，通过污水排出管道17将经过两步絮凝反应的污水排入到污水沉淀池5中进行絮状物沉淀，最后将污水沉淀池5中位于上层的清水抽取排出到指定排放口，污水沉淀池5内剩下污泥通过污泥泵6抽出。

以上传统流程中，在第一搅拌罐7和第二搅拌罐8中加入的絮凝剂的用量完全根据以往经验进行添加，如果车间1中排放出来的污水的污染物浓度发生变化是，在第一搅拌罐7和第二搅拌罐8中加入絮凝剂的用量需要人工进行观察和分析选择增加絮凝剂用量还是减少絮凝剂要用量。判断的准确度完全和技术人员的经验有关，尺度难以把握。而且，通过经验在搅拌环节判断絮凝是否充分絮凝剂用量是否足够是比较困难的。如果絮凝剂用量不足，而污水已经排入到污水沉淀池5中，这是如果在污水沉淀池5中补充添加絮凝剂是不合理的。如果为了保证在搅拌环节絮凝充分而进行明显过量絮凝剂的加入，会导致絮凝剂的极大浪费。

基于上述原因，本申请提出以下改进方案。

参照图2所述的一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统的第一种具体实施方式：

该加药量控制系统设置在污水调节池4和污水沉淀池5之间，包括第一搅拌罐7、第二搅拌罐8、第一缓冲罐9、控制终端，第一搅拌罐7的输入端通过第一抽水泵11与污水调节池4连接，第一搅拌罐7的输出端与第二搅拌罐8的输入端连接，第二搅拌罐8的输出端与第一缓冲罐9的输入端连接，第一缓冲罐9的输出端通过管道与污水沉淀池5连接，第一搅拌罐7、第二搅拌罐8和第一缓冲罐9的顶部均敞开设置，第一搅拌罐7的顶部设有第一电控加药装置，第二搅拌罐8的顶部设有第二电控加药装置，第一缓冲罐9的顶部设置有第一图像采集装置15，第一抽水泵11、第一电控加药装置、第二电控加药装置和第一图像采集装置15均有控制终端信号连接。

第一搅拌罐7的输出端和第二搅拌罐8的输入端之间安装有第二抽水泵12，第二搅拌罐8的输出端与第一缓冲罐9的输入端之间安装有第三抽水泵13，第一缓冲罐9的输出端安装有与污水沉淀池5连接的污水排出管道17，该污水排出管道17上安装有第一电控排水阀，第二抽水泵12、第三抽水泵13和第一电控排水阀均与控制终端信号连接。

在第二搅拌罐8与污水沉淀池5之间增加一个第一缓冲罐9，经过两步搅拌和絮凝之后的污水进入到第一缓冲罐9中，在第一缓冲罐9顶部假设第一图像采集装置15，该第一图像采集装置15具有自第一缓冲罐9顶部向下拍摄照片的高清相机，第一图像采集装置15将高清相机拍摄的照片发送给控制终端，控制终端通过软件分析图片中絮状物的密度，需要说明的是，工业污水是含有大量小分子污染物，通常是各种硫酸盐或者硝酸盐等小分子，未经处理的污水整体是浑浊但是无明显絮状物的，通过加入特定的絮凝剂后，絮凝剂与污水中的小分子进行反应主要是化学反应后，形成大分子反应物，大分子反应物凝聚在一起形成肉眼可见的絮状物，即絮凝反应中分的情况下，污水中小分子通过与絮凝剂反应形成大分子絮状物后，污水变成清水，并且在清水中悬浮大量絮状物。

图像分析过程主要是分析计算加入絮凝剂反应后水体的清晰图和絮状物比例，清洗度越高并且可辨识的絮状物密度越大，说明絮凝反应越充分。因此在图像分析时需要设定一个标准参考值，通过对实时采集的图片信息进行计算和对比来判断絮凝剂加入量是否足够。即当第一缓冲罐9上方拍摄的污水照片的分析结果达到参考值时，保持该时段内絮凝剂加入计量不变。当分析结果低于参考值时，该时段内絮凝剂加入量加大。上述内容为现有技术中常见的视觉系统的工作原理，此处不再详述。

参照图3所述的一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统的第二种具体实施方式：

该加药量控制系统设置在污水调节池4和污水沉淀池5之间，包括第一搅拌罐7、第二搅拌罐8、第一缓冲罐9、控制终端，第一搅拌罐7的输入端通过第一抽水泵11与污水调节池4连接，第一搅拌罐7的输出端与第二搅拌罐8的输入端连接，第二搅拌罐8的输出端与

第一缓冲罐9的输入端连接，第一缓冲罐9的输出端通过管道与污水沉淀池5连接，第一搅拌罐7、第二搅拌罐8和第一缓冲罐9的顶部均敞开设置，第一搅拌罐7的顶部设有第一电控加药装置，第二搅拌罐8的顶部设有第二电控加药装置，第一缓冲罐9的顶部设置有第一图像采集装置15，第一抽水泵11、第一电控加药装置、第二电控加药装置和第一图像采集装置15均有控制终端信号连接。

还包括有第二缓冲罐10，该第二缓冲罐10的输入端与第一搅拌罐7的输出端连接，第二缓冲罐10的输出端与第二搅拌罐8的输入端连接，第一搅拌罐7的输出端与第二缓冲罐10的输入端之间安装有第二抽水泵12，第二缓冲罐10的输出端与第二搅拌罐8的输入端之间安装有第三抽水泵13，第二搅拌罐8的输出端与第一缓冲罐9的输入端之间安装有第四抽水泵14，第二缓冲罐10的输出端安装有与污水沉淀池5连接的污水排出管道17，该污水排出管道17上安装有第一电控排水阀，第二抽水泵12、第三抽水泵13、第四抽水泵14和第一电控排水阀均与控制终端信号连接。

第二缓冲罐10的顶部设置有第二图像采集装置16，该第二图像采集装置16与控制终端信号连接。

第一缓冲罐9安装有连接到第二搅拌罐8顶部的第一污水回流管道18，该第一污水回流管道18安装有第五抽水泵，第五抽水泵与控制终端信号连接。

第二缓冲罐10安装有连接到第一搅拌罐7顶部的第二污水回流管道19，该第二污水回流管道19安装有第六抽水泵，第六抽水泵与控制终端信号连接。

第二种具体实施方式相对于第一种实施方式，在絮凝剂加入量的控制方面更加精确。即可用通过第一缓冲罐9对第二搅拌罐8内絮凝剂的加入量进行监控，通过第二缓冲罐10对第一搅拌罐7内絮凝剂的加入量进行监控。并且根据判断结果旋转第一缓冲罐9和第二缓冲罐10内污水的去向。以第一搅拌罐7内絮凝剂加入量的监控为例，如果第二缓冲罐10顶部的第二图像采集装置16采集的图像分析的结果说明絮凝剂加入量充足时，第二缓冲罐10内的污水排入第二搅拌罐8内进行下一步絮凝作业，如果分级分析结果说明絮凝剂加入量不足时，第二搅拌罐8内的污水通过第二污水回流管道19回流到第一搅拌罐7中，进行絮凝剂补充并且继续搅拌。需要说明的是，第一搅拌罐7和第二搅拌罐8都是间歇性工作的，当一定量污水通过絮凝搅拌充分后排入到相应的缓冲罐内，在判断结果得出之前，第一搅拌罐7和第二搅拌罐8内暂时不补充新的污水。以第一搅拌罐7为例，如果第二缓冲罐10顶部的第二图像采集装置16采集的图像分析的结果说明絮凝剂加入量充足时，第一搅拌罐7内才会补充新的污水。

通过以上双缓冲罐的设置，可以精确的对每一种絮凝剂的加入量进行进行控制。

另外，为了进一步降低第一搅拌罐7和第二搅拌罐8的停机时间，调节罐的容量设计为搅拌罐容量的两倍，调节罐起到暂存污水的作用。当调节罐中污水存满时停止第一搅拌罐7和第二搅拌罐8内新污水的排入，将第二调节罐中的污水排入第一搅拌罐7，或者将第一调节罐中的污水排入到第二搅拌罐8

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (6)

1.一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统，该加药量控制系统设置在污水调节池(4)和污水沉淀池(5)之间，其特征在于，包括第一搅拌罐(7)、第二搅拌罐(8)、第一缓冲罐(9)、控制终端，第一搅拌罐(7)的输入端通过第一抽水泵(11)与污水调节池(4)连接，第一搅拌罐(7)的输出端与第二搅拌罐(8)的输入端连接，第二搅拌罐(8)的输出端与第一缓冲罐(9)的输入端连接，第一缓冲罐(9)的输出端通过管道与污水沉淀池(5)连接，第一搅拌罐(7)、第二搅拌罐(8)和第一缓冲罐(9)的顶部均敞开设置，第一搅拌罐(7)的顶部设有第一电控加药装置，第二搅拌罐(8)的顶部设有第二电控加药装置，第一缓冲罐(9)的顶部设置有第一图像采集装置(15)，第一抽水泵(11)、第一电控加药装置、第二电控加药装置和第一图像采集装置(15)均有控制终端信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统，其特征在于，第一搅拌罐(7)的输出端和第二搅拌罐(8)的输入端之间安装有第二抽水泵(12)，第二搅拌罐(8)的输出端与第一缓冲罐(9)的输入端之间安装有第三抽水泵(13)，第一缓冲罐(9)的输出端安装有与污水沉淀池(5)连接的污水排出管道(17)，该污水排出管道(17)上安装有第一电控排水阀，第二抽水泵(12)、第三抽水泵(13)和第一电控排水阀均与控制终端信号连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统，其特征在于，还包括有第二缓冲罐(10)，该第二缓冲罐(10)的输入端与第一搅拌罐(7)的输出端连接，第二缓冲罐(10)的输出端与第二搅拌罐(8)的输入端连接，第一搅拌罐(7)的输出端与第二缓冲罐(10)的输入端之间安装有第二抽水泵(12)，第二缓冲罐(10)的输出端与第二搅拌罐(8)的输入端之间安装有第三抽水泵(13)，第二搅拌罐(8)的输出端与第一缓冲罐(9)的输入端之间安装有第四抽水泵(14)，第二缓冲罐(10)的输出端安装有与污水沉淀池(5)连接的污水排出管道(17)，该污水排出管道(17)上安装有第一电控排水阀，第二抽水泵(12)、第三抽水泵(13)、第四抽水泵(14)和第一电控排水阀均与控制终端信号连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统，其特征在于，第二缓冲罐(10)的顶部设置有第二图像采集装置(16)，该第二图像采集装置(16)与控制终端信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统，其特征在于，第一缓冲罐(9)安装有连接到第二搅拌罐(8)顶部的第一污水回流管道(18)，该第一污水回流管道(18)安装有第五抽水泵，第五抽水泵与控制终端信号连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于图像识别的污水处理加药量控制系统，其特征在于，第二缓冲罐(10)安装有连接到第一搅拌罐(7)顶部的第二污水回流管道(19)，该第二污水回流管道(19)安装有第六抽水泵，第六抽水泵与控制终端信号连接。

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