阅读说明：本技术 一种污泥沉降比自动测量系统 (Automatic measuring system for sludge settlement ratio ) 是由 吴佳 潘桃芳 沈彦 周一军 钱刚 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及污泥沉降比测量技术领域,具体涉及一种污泥沉降比自动测量系统。本发明的污泥沉降比自动测量系统包括取样拍摄模块、数据服务模块、处理工艺模块和测量分析模块,取样拍摄模块用于采集泥水混合液样品并获取所述泥水混合液样品的试验图像；处理工艺模块用于采集并存储工艺数据；测量分析模块用于根据所述试验图像获取所述泥水混合液样品的沉降比,根据沉降比对污泥活性进行分析,当污泥活性异常时从处理工艺模块获取工艺数据,根据所述工艺数据和所述污泥活性分析结果获取工艺分析数据,通过上述方式,避免人工测量沉降污泥体积导致的试验误差问题,提高测量准确率,同时,避免检测不及时的问题,提高检测效率。(The invention relates to the technical field of sludge settlement ratio measurement, in particular to an automatic sludge settlement ratio measuring system. The automatic measuring system for the sludge settlement ratio comprises a sampling shooting module, a data service module, a processing technology module and a measuring and analyzing module, wherein the sampling shooting module is used for collecting a muddy water mixed liquid sample and acquiring a test image of the muddy water mixed liquid sample; the processing technology module is used for collecting and storing technology data; the measurement and analysis module is used for obtaining the sedimentation ratio of the muddy water mixed liquid sample according to the test image, analyzing the sludge activity according to the sedimentation ratio, obtaining the process data from the processing process module when the sludge activity is abnormal, and obtaining the process analysis data according to the process data and the sludge activity analysis result.)

一种污泥沉降比自动测量系统

【技术领域】

本发明涉及污泥沉降比测量技术领域，具体涉及一种污泥沉降比自动测量系统。

【背景技术】

污泥沉降比(Sludge settling Velocity，简称SV)是指将曝气池泥水混合液样品在一定量(例如为1000mL)的量筒中，静置沉降一定时间(例如为30min)后，沉降污泥与泥水混合液的体积比，它是评定活性污泥特性的重要指标之一。工作人员可以通过活性污泥沉降过程发现问题，从污泥沉降比大小的突变、活性污泥颜色及静置后上浮情况，了解污泥性质及曝气供氧情况，沉降比还可以很直观地反映污泥浓度，然后可以间接地反映出负荷。SV30是指废水好氧生物处理中，曝气池混合液在量筒内静置30min后所形成的沉淀污泥容积占原混合液容积的比例，以％表示。沉降比往往不只是指30min内的沉降过程，它概括包含了SV5、SV30、SV120等一系列不同时间的沉淀比测试，而不同时间的沉降比测试观察的结果和意义又有不同。SV值能反映曝气池正常运行时的污泥量和污泥的凝聚性、沉降性能等。可用于控制剩余污泥排放量等工艺调整，从而保障工艺稳定。

污泥沉降比是污水处理厂运行过程中的重要参数，反映曝气池正常运行时的污泥量和污泥的凝聚性、沉降性能等。现有技术中，污泥沉降比采用人工取样，实验室观察的试验方式，每日试验次数有限，无法及时检测污泥泥性。同时，取样至试验过程中，污泥处于密封缺氧状态，影响污泥活性，可能导致试验结果误差。

【

发明内容

】

本发明的目的在于提供一种污泥沉降比自动测量系统，解决现有技术中试验误差较大以及检测不及时的技术问题。

本发明的技术方案如下：一种污泥沉降比自动测量系统，所述系统包括取样拍摄模块、数据服务模块和测量分析模块，所述取样拍摄模块用于采集泥水混合液样品并获取所述泥水混合液样品的试验图像；所述测量分析模块用于获取所述试验图像并根据所述试验图像获取所述泥水混合液样品的沉降比，所述数据服务模块用于存储及管理所述试验图像以及所述沉降比。

优选地，所述测量分析模块还用于根据所述泥水混合液样品在沉降过程中的沉降比对污泥活性进行分析，根据所得污泥活性分析结果判断污泥活性是否异常。

优选地，所述系统还包括处理工艺模块，用于采集并存储污水处理工艺系统运行过程中的工艺数据；所述测量分析模块还用于当污泥活性异常时从所述处理工艺模块获取所述泥水混合液样品的工艺数据，根据所述工艺数据和所述污泥活性分析结果获取工艺分析数据。

优选地，所述系统还包括人机交互模块，用于接收用户输入的测试指令并将所述测试指令发送至所述取样拍摄模块、接收用户输入的沉降比分析指令并将所述沉降比分析指令发送至所述测量分析模块以及接收用户输入的污泥活性分析指令并将所述污泥活性分析指令发送至所述测量分析模块；

所述数据服务模块还用于存储及管理所述污泥活性分析结果以及所述工艺分析数据；

所述人机交互模块还用于接收并显示所述沉降比、所述污泥活性分析结果以及所述工艺分析数据。

优选地，所述人机交互模块还用于接收用户输入的查询指令，根据所述查询指令从所述数据服务模块获取对应的历史数据；所述人机交互模块还用于接收用户输入的报告生成指令，根据所述报告生成指令绘制所述历史数据的时间变化曲线；所述历史数据包括污水处理工艺系统的不同采集时间的泥水混合液样品的所述沉降比、所述污泥活性分析结果以及所述工艺分析数据；

所述系统还用于当所述取样拍摄模块和所述处理工艺模块运行异常时生成对应的装置运行数据并将所述装置运行数据发送至所述数据服务模块，所述人机交互模块还用于接收用户输入的异常查询指令，根据所述异常查询指令从所述数据服务模块获取对应的装置运行数据，生成并显示装置运行数据的统计结果。

优选地，所述取样拍摄模块包括用于容纳泥水混合液样品的试验容器、用于将所述泥水混合液样品注入所述试验容器的提升机构、用于获取所述泥水混合液样品的试验图像的CCD相机、用于对所述试验容器进行清洗的冲洗机构以及用于控制所述提升机构和所述冲洗机构运行的PLC控制器。

优选地，所述取样拍摄模块还包括与所述提升机构和所述冲洗机构连接的阀门以及用于对所述CCD相机进行补光的光源，所述PLC控制器还用于控制所述阀门和所述光源的开启或关闭。

优选地，所述系统还包括与所述数据服务模块、所述测量分析模块、所述取样拍摄模块以及所述处理工艺模块均相连的通讯模块，所述数据服务模块以及所述测量分析模块通过所述通讯模块与所述取样拍摄模块以及所述处理工艺模块通信连接。

优选地，所述通讯模块包括USB通讯单元、以太网通讯单元、RS232通讯单元、RS485通讯单元、WIFI无线通讯单元、4G通讯单元或5G通讯单元中的至少一种。

优选地，所述人机交互模块、所述数据服务模块和所述测量分析模块位于云平台或本地平台。

优选地，所述人机交互模块还用于：接收用户输入的自动试验方案，根据所述自动试验方案生成自动试验指令，所述自动试验指令包括试验时间；在所述试验时间向所述取样拍摄模块、所述测量分析模块、所述处理工艺模块和所述数据服务模块发送所述自动试验指令；

所述取样拍摄模块根据所述自动试验指令采集泥水混合液样品并获取所述泥水混合液样品的试验图像，将所述试验图像发送至测量分析模块；

所述处理工艺模块根据所述自动试验指令采集并存储污水处理工艺系统运行过程中的工艺数据；

所述测量分析模块根据所述自动试验指令获取所述试验图像的沉降比，根据所述沉降比对污泥活性进行分析，当污泥活性分析结果为异常时从所述处理工艺模块获取所述工艺数据，根据污泥活性分析结果和所述工艺数据获取工艺分析数据；

所述数据服务模块根据所述自动试验指令存储所述试验图像、所述沉降比、所述污泥活性分析结果和所述工艺分析数据。

本发明的有益效果在于：本发明的污泥沉降比自动测量系统包括取样拍摄模块、数据服务模块和测量分析模块，所述取样拍摄模块用于采集泥水混合液样品并获取所述泥水混合液样品的试验图像；所述测量分析模块用于获取所述试验图像并根据所述试验图像获取所述泥水混合液样品的沉降比，通过上述方式，避免人工测量沉降污泥体积导致的试验误差问题，提高测量准确率，同时，避免检测不及时的问题，提高检测效率。

【附图说明】

图1为本发明实施例的污泥沉降比自动测量系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的污泥沉降比自动测量系统的通信示意图；

图3为本发明实施例的污泥沉降比自动测量系统中取样拍摄模块的结构示意图；

图4为本发明实施例的污泥沉降比自动测量系统的数据服务原理图；

图5为本发明实施例的污泥沉降比自动测量系统的测量分析原理图；

图6为本发明实施例的污泥沉降比自动测量系统的人机交互原理图。

【

具体实施方式

】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

下面结合说明书附图，对本发明实施例的方案进行详细说明。

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明。

本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。

本发明实施例提供了一种污泥沉降比自动测量系统，请参阅图1和图2所示，该污泥沉降比自动测量系统包括取样拍摄模块101、通讯模块102、处理工艺模块106、数据服务模块103、测量分析模块104和人机交互模块105；所述取样拍摄模块101通过通讯模块102分别与数据服务模块103、测量分析模块104和人机交互模块105进行通信连接，处理工艺模块106也通过通讯模块102分别与数据服务模块103、测量分析模块104和人机交互模块105进行通信连接。

其中，所述取样拍摄模块101用于采集泥水混合液样品并获取所述泥水混合液样品的试验图像，泥水混合液样品来自污水处理厂中的污水处理工艺系统，例如，泥水混合液样品来自曝气池。具体地，取样拍摄模块101可以对整个沉降过程进行图像采集，在一个可选的实施方式中，取样拍摄模块101可以直接采集所述泥水混合液样品的沉降视频，再从该沉降视频中选取多个不同时间点的视频帧作为试验图像；在另一个可选的实施方式中，取样拍摄模块101可以采集沉降过程中不同时间点的试验图像。所述测量分析模块104用于获取所述试验图像并根据所述试验图像获取所述泥水混合液样品的沉降比，具体地，测量分析模块104对试验图像进行图像处理以获取对应的数据(例如，试验图像中沉降污泥的高度以及泥水混合液的高度)，根据该数据计算污泥沉降比，不同的试验图像对应不同时间点的污泥沉降比。该测量分析模块104还用于根据所述泥水混合液样品在沉降过程中的沉降比对污泥活性进行分析，得到污泥活性分析结果，再根据所得污泥活性分析结果判断污泥活性是否异常。

当然，本领域技术人员应当理解，测量分析模块104对试验图像进行图像处理得到的数据除了用于计算沉降比的数据外，还可以包括其他的数据，例如，污泥的颜色；测量分析模块104除了根据每一个试验图像计算对应的沉降比外，还可以根据多个试验图像的数据计算得到其他指标，例如，污泥的沉降速度，上述方案可以根据本申请的内容毫无疑义的得出。

其中，处理工艺模块106用于采集并存储污水处理工艺系统运行过程中的工艺数据，例如，温度、pH或COD等。所述测量分析模块104还用于当污泥活性异常时从所述处理工艺模块106获取所述泥水混合液样品的工艺数据，根据所述工艺数据和所述污泥活性分析结果获取工艺分析数据。

其中，所述数据服务模块103用于存储及管理所述试验图像、所述沉降比、所述污泥活性分析结果以及所述工艺分析数据。

其中，人机交互模块105分别与数据服务模块103和测量分析模块104连接，所述人机交互模块105用于接收用户输入的测试指令并将所述测试指令发送至所述取样拍摄模块101、接收用户输入的沉降比分析指令并将所述沉降比分析指令发送至所述测量分析模块104、接收用户输入的污泥活性分析指令并将所述污泥活性分析指令发送至所述测量分析模块104、接收并显示所述沉降比、所述污泥活性分析结果以及所述工艺分析数据。

综上所述，所述取样拍摄模块101接收人机交互模块105的试验指令按逻辑完成污泥沉降比试验，并将试验过程图像通过通讯模块102存入数据服务模块103；测量分析模块104接收人机交互模块105的分析指令调用数据服务模块103中存储的试验图像，通过机器视觉技术测量获得污泥沉降比值并将结果及图像推送至人机交互模块105显示并存入数据服务模块103；污泥沉降比试验完成后，测量分析模块104接收人机交互模块105泥性分析指令对污泥沉降比试验过程进行分析，将结果推送至人机交互模块105显示并存入数据服务模块103，当泥性异常时，调用处理工艺模块106工艺数据分析，并将分析结果推送至人机交互模块105显示并存入数据服务模块103。

其中，数据服务模块103、测量分析模块104及人机交互模块105可构成云服务布置在云平台，也可以布置在本地。

如图2所示，取样拍摄模块101及处理工艺模块106通过通讯模块102与数据服务模块103、测量分析模块104及人机交互模块105进行数据交互。根据取样拍摄模块101及处理工艺模块106接口需求，本实施例的系统的通讯网络可配置USB、以太网、RS232/485、WIFI无线及4G通讯。所述通讯模块102可以包括USB通讯单元、以太网通讯单元、RS232通讯单元、RS485通讯单元、WIFI无线通讯单元、4G通讯单元或5G通讯单元中的至少一种。

请参阅图3所示，在一个可选的实施方式中，所述取样拍摄模块101可以进一步包括PLC控制器201、光源202、阀门203、提升机构204、试验容器205、冲洗机构206和CCD相机207，其中，试验容器205用于容纳泥水混合液样品，提升机构204用于向所述试验容器注入所述泥水混合液样品，CCD相机207用于获取所述泥水混合液样品的试验图像，冲洗机构206用于对所述试验容器进行清洗，阀门203与所述提升机,204和所述冲洗机构206连接，光源202用于对所述CCD相机207进行补光，PLC控制器201用于控制所述提升机构204和所述冲洗机构206运行，PLC控制器201还用于控制所述阀门203和所述光源202的开启或关闭。具体地，PLC控制器201通过通讯模块102接收污泥沉降比测量试验指令，按试验逻辑控制光源202、阀门203、提升机构204及冲洗机构206启停并将试验反馈；CCD相机207通过通讯模块102接收图像采集指令完成试验图像采集并上传。其中，光源202为CCD相机206采集试验容器205试验过程图像进行补光；阀门203配合提升机构204完成泥水混合液采样至试验容器205；阀门203配合冲洗机构206完成清水对试验容器205的清洁冲洗。试验逻辑为(1)采样，(2)污泥沉降30min，并同时在相应时间节点采集过程图像并计算获得当前节点污泥沉降比值，(3)试验完成后排放泥水混合液，(4)装置冲洗。

如图4所示，试验过程中的试验过程数据301及试验图像302由取样拍摄模块101通过通讯模块102传入数据服务模块103存储；测量分析系统104调用数据服务模块103中的试验图像302应用机器视觉技术测量获得试验结果数据303后存入数据服务模块103，试验结果数据303可以包括上述的沉降比和污泥活性分析结果；测量分析模块104需调用运行工艺数据305分析时，处理工艺模块106通过通讯模块102将所需工艺数据305传送至数据服务模块103存储，测量分析模块104应用工艺数据305分析后将工艺分析数据304存入数据服务模块103。

其中，所述人机交互模块105还用于接收用户输入的查询指令，根据所述查询指令从所述数据服务模块103获取对应的历史数据；所述人机交互模块105还用于接收用户输入的报告生成指令，根据所述报告生成指令绘制所述历史数据的时间变化曲线；所述历史数据包括污水处理工艺系统的不同采集时间的泥水混合液样品的所述沉降比、所述污泥活性分析结果以及所述工艺分析数据。

测量分析系统104还用于当所述取样拍摄模块101和所述处理工艺模块106运行异常时生成对应的装置运行数据并将所述装置运行数据发送至所述数据服务模块103，所述人机交互模块105还用于接收用户输入的异常查询指令，根据所述异常查询指令从所述数据服务模块103获取对应的装置运行数据，生成并显示装置运行数据的统计结果。

具体地，如图6所示，本实施例的系统中，污泥沉降过程的试验操作包括手动试验501和自动试验502，手动试验501可随时发送试验指令，自动试验502设置试验方案后，定时发送试验指令，试验指令通过通讯模块102发送至取样拍摄模块101，取样拍摄模块101按试验逻辑进行污泥沉降比试验并实时反馈试验状态至人机交互模块105；试验过程中，测量分析模块104在污泥沉降各测量点(5min、10min、20min、30min)计算获得污泥沉降比值503；试验结束后，测量分析模块104分析泥性情况并将结果推送至泥性分析504；当泥性异常时，测量分析模块104分析工艺并将结果推送至工艺异常分析505；试验结果506可根据时间段从数据服务模块103中获取历史试验数据并形成表格；历史曲线507可根据时间段从数据服务模块103中获取历史试验数据并按测量点(5min、10min、20min、30min)绘制曲线；装置运行异常时，报警信息推送至装置运行情况508显示并存入数据服务模块103，可通过装置运行情况508消除异常报警；装置运行情况508可根据时间段从数据服务模块103中获取历史报警记录；人机交互模块105可统计取样拍摄模块101运行异常次数并在装置运行情况508中显示。

以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。