矾花图像识别智能加药系统在污水厂深度处理中应用

2019.22科学技术创新墨；如JPH06313022A 利用聚醚碳酸酯制备聚氨酯光固化树脂，用作涂料，光学纤维，其具有良好的耐水性和耐久性；如US20020123595A1利用聚醚碳酸酯制备低温性能好的聚氨酯弹性体、弹性纤维和人造革；如CN1896115A 利用分子量1000-4000的聚醚碳酸酯多元醇与异氰酸酯先混合而后在其他聚醚多元醇制备储存稳定的预聚体。

由于聚醚碳酸酯多元醇独特的结构，其能够赋予聚氨酯产品很多优异的性能，能够满足实际应用需要，其仍然是聚氨酯领域的研究热点。

3结论聚醚碳酸酯多元醇利用环氧化合物固定CO 2而来，将其用于聚氨酯的制备具有明显的成本优势和广阔的应用前景。

尤其在温室效应、全球变暖、石油资源日益短缺的大环境下，聚醚碳酸酯多元醇也必将越来越受到重视。

目前该领域的主要研发重点和难点是开发低成本且高效的催化剂、聚醚碳酸酯多元醇分子结构设计与控制、生产工艺设计的开发。

参考文献[1]房昕,温室气体二氧化碳的分离回收与综合利用[J].青海环境,2009,19(1):34-39.[2]M.Pohl 等，Dynamics of Polyether Polyols and Polyether Carbonate Polyols [J].Macromolecules ，2016,49(23):8995-9003.[3]孙兆任,DMC 在合成聚醚和聚醚酯多元醇中的研究及其应用[D].青岛：青岛科技大学,2010.作者简介：李忠伦（1989-），男，四川成都，专利审查员，硕士，主要从事高分子材料专利审查与研究。

智能控制在污水处理中的有效运用朱仁官（上海浦东新区科技创新促进中心，上海201100）因为污水处理过程具有时变性、非线性和复杂性等特点，所以传统的人工控制污水处理系统存在一定的局限性。

智能控制能实现污水处理完全自动化，大大提高污水处理的效率，同时能降低污水处理的费用。

但是目前智能自动化污水处理技术还在不断的深入研究中，没有广泛的运用在污水处理厂。

自来水厂的加矾自动化控制一、引言自来水厂是为了向居民和工业用户提供安全、可靠的饮用水和工业用水而建设的设施。

在自来水的处理过程中，加矾是一个重要的步骤，它可以调整水的pH值，提高水的稳定性和溶解性。

传统的加矾操作通常需要人工控制，存在人为因素和效率低下的问题。

为了解决这些问题，自来水厂可以引入加矾自动化控制系统，实现加矾过程的自动化和智能化。

二、加矾自动化控制系统的组成加矾自动化控制系统由以下几个部分组成：1. 传感器：用于监测水质参数，如pH值、浊度等。

传感器可以通过与控制系统的连接，将实时的水质数据传输给控制系统。

2. 控制器：控制器是加矾自动化控制系统的核心部分，它负责接收传感器传输的数据，并根据预设的控制算法进行处理。

控制器可以自动调整加矾剂的投加量，以保持水质参数在合理范围内。

3. 执行机构：执行机构是控制器的输出部分，它负责根据控制器的指令进行加矾剂的投加。

常见的执行机构包括泵、阀门等。

4. 人机界面：人机界面用于操作和监控加矾自动化控制系统。

通过人机界面，操作人员可以设置控制参数、查看实时数据和历史数据等。

三、加矾自动化控制系统的工作原理加矾自动化控制系统的工作原理如下：1. 数据采集：传感器监测水质参数，并将数据传输给控制器。

2. 数据处理：控制器接收传感器传输的数据，并根据预设的控制算法进行处理。

控制算法可以根据水质参数的变化趋势，自动调整加矾剂的投加量。

3. 控制输出：控制器根据处理结果，向执行机构发送指令，控制加矾剂的投加。

执行机构根据指令进行相应的操作，如打开泵进行加矾剂的投加。

4. 监控与调整：人机界面可以实时监控加矾自动化控制系统的运行状态和水质参数。

操作人员可以通过人机界面对控制参数进行调整，以满足实际需求。

四、加矾自动化控制系统的优势引入加矾自动化控制系统可以带来以下几个优势：1. 提高加矾过程的精确度：传感器可以实时监测水质参数，控制器可以根据实时数据进行精确的控制，避免了人为因素对加矾过程的影响。

项目需求一、概况近年来，随着供水行业信息化、智能化水平的不断提升，水厂运行逐渐形成智能化、智慧化的发展趋势。

药剂投加是水厂的核心环节，因此水厂药剂的智能精准投加是水厂智能化、高质量发展的主要方向之一。

目前，江苏省住建厅在《江苏省城市供水安全保障工作评价指标体系》和《江苏省城市供水安全保障工作评价细则》明确要求建立智能加药系统，来实现加药自动、智能化水平，保障供水安全。

水厂的加矾以前是建立在化验室小样试验基础上，根据水量和水质的变化，通过人工调节投加量的控制方式。

由于水厂实行多水源制，每天的原水水量时变化系数大，投加量主要依靠每天一次的小样试验结合经验来调控。

智能加药系统建设后，可根据不同情况，通过智能平台实行适时调整投加量来控制水质，实现药剂精准投加，达到保障水质和节能降耗目的。

综上所述，为提升水厂精益管理，保证供水考核达标，2023年已将水厂智能加药系统建设列入年度技改工作，拟先在城东水厂实施智能加矾系统改造项目。

二、智能加矾系统简介1、智能加矾模式与传统模式控制对比该系统主要由在线仪表（水下高清摄像机和在线浊度分析仪）、智能加矾模型预测控制（含PLC控制系统）和计量泵组成。

智能加矾系统是一种全自动化智能控制系统，它通过采集分析进水流量、原水水质、混凝剂投加量、混凝反应效果以及沉淀池出水水质等实时数据，并结合大量历史水质、水量等信息，快速建模，开展模型训练和测试，提前计算出合理的混凝剂投加量，并反馈给PLC控制系统调节计量泵投加量。

实现对沉淀池出水浊度多步超前调整，避免滞后性和强耦合性带来的投加误差，达到精准控制。

（如图1）图1 智能加矾系统控制流程图三、智能加矾系统改造方案1、水下高清摄像机配备在网格混凝反应池和平流沉淀池之间过渡区域（配水区中心处），分布式安装水下高清摄像机（每期东西侧各1台，共计6台）。

（如图2）通过水下高清摄像机，实时掌握混凝反应效果，为智能加矾系统提供信息支撑。

2、在线浊度分析仪配备二期和三期沉淀池出水浊度利用现有的在线浊度分析仪（每期东西侧各1台），一期东侧沉淀池出水利用现有的在线浊度分析仪，西侧沉淀池出水增加1台在线浊度分析仪。

化学专业单选题1. 加药系统投运前必须进行的试验是（B）。

A 1.25倍工作压力试验；B 水冲洗试验；C 防腐层电火花试验监督；D 仪器仪表校验。

答案：B2. 下列装置不属于预处理系统的是（D）。

A 活性炭过滤器；B 斜板澄清器；C 超滤；D EDI。

答案：D3. 加药装置的溶药箱应进行（C）试验。

A 1.5倍工作压力；B 1.25倍工作压力；C 常压注水；D 以上都行。

答案：C4. 调试过程中，应将进水流量控制在设定值的（A）左右，投运加药系统，根据矾花大小和沉降速度逐步调整进水量和加药量。

A 1/2倍；B 1倍；C 2倍；D 3倍。

答案：A5. 一般情况下，澄清器（池）出水达到（B）时回收清水。

A pH小于9；B 浊度小于10NTU；C 电导率小于2μS/cm；D 硬度接近0μmol/L。

答案：B6. 对超滤装置首次充水浸泡时，可采用投加适量的（C）进行浸泡。

A 阻垢剂；B 氢氧化钠；C 杀菌剂；D 盐酸。

答案：C7. 关于超滤系统的滤膜安装投运条件，下列说法正确的是（A）。

A 膜元件安装前，系统必须经过严格冲洗；B 系统冲洗干净后可安装膜元件；C 膜元件安装完毕后，即可等待超滤系统整体启动；D 膜元件浸泡完成后无需进行水冲洗。

答案：A8. 锅炉补给水系统调试前必须具备投运条件的系统或者装置是（C）。

A 凝结水精处理系统；B 高速混床；C 废水排放系统；D 前置过滤器。

答案：C9. 离子交换器垫层装填后，可用（A）进行浸泡预处理。

A 5%~10%的盐酸；B 5%~10%的氢氧化钠；C 除盐水；D 以上都可以。

答案：A10. 树脂装填前如果发现脱水，则宜用（C）进行浸泡处理。

A 除盐水；B 原水；C 饱和食盐水；D 以上都可以。

答案：C11. 阳离子交换器出水控制指标的是（A）。

A 钠离子浓度；B 浊度；C pH；D 二氧化硅含量。

答案：A12. 按照工艺参数逐步对一级除盐系统中阳离子交换器树脂、阴离子交换器树脂进行再生，首次再生时再生液用量需（A）。

水厂絮凝环节智慧加药技术的分析（一）智慧加药系统的建设背景1．水质安全提升的要求随着社会对水质安全要求的不断提高，国家对水质安全和水资源保护的重视程度也在不算提升，自来水行业的相关标准和规范也在不断完善和提高。

这就要求自来水行业需要更加高效、精准地控制水质。

智慧加药系统通过实时监测水质参数，如浊度、pH值、余氯等，并根据水质变化自动调整药剂投加量，从而确保出水水质稳定达标。

这种智能化的控制方式大大提高了水质处理的精度和效率，满足了公众对水质安全的更高需求。

而传统的药剂投加方式多采用人工控制，存在投加量不准确、药剂浪费、人工管理成本高等问题。

人工控制往往难以应对水质波动大的情况，容易导致水质处理效果不稳定。

此外，人工操作还存在一定的安全隐患和人为错误风险。

因此，传统加药方式已经难以满足自来水行业对水质控制的高要求。

2．科技进步的推动目前物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展，这些先进技术逐渐被应用于自来水行业中。

智慧加药系统正是这些技术在水处理领域的重要应用之一。

通过集成传感器、控制器、数据分析软件等先进设备和技术，智慧加药系统能够实现对水质参数的实时监测和智能控制，大大提高了水质处理的自动化和智能化水平。

自来水行业中智慧加药系统的建设背景是多方面的，包括水质安全需求的提升、传统加药方式的局限性、科技进步的推动、节能减排的需求以及行业标准的提高等。

这些因素共同促进了智慧加药系统在自来水行业的广泛应用和发展。

（二）絮凝剂的主要分类1．阴离子絮凝剂的原理及用途阴离子絮凝剂往往带有负电荷，能够吸引并聚集带有正电荷的微小颗粒，常见的阴离子絮凝剂有PAM聚丙烯酰胺）。

在饮用水处理领域如果原水中富含较高的金属离子，比如铁、锰等，应该使用阴离子絮凝剂，能够有效的把这些金属例子转变为不溶性沉淀，进而通过沉降加以去除。

2．阳离子絮凝剂的原理及用途阳离子絮凝剂则与之相反，其带有正电荷能够吸引并聚集带有正电荷的颗粒，其主要有阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）。

自来水厂的加矾自动化控制自来水厂是为居民和企业提供清洁、安全的饮用水的重要设施。

在自来水的生产过程中，加矾是一个关键步骤，它能够调节水质，使水更符合人体健康的需求。

为了提高生产效率和水质稳定性，自来水厂采用了加矾自动化控制系统。

一、加矾自动化控制系统的概述加矾自动化控制系统是由计算机控制系统、传感器、执行器和相关设备组成的一套自动化控制系统。

其主要功能是根据水质监测数据和预设的控制策略，实现对加矾过程的自动控制和调节。

二、加矾自动化控制系统的工作原理1. 传感器采集水质数据：在加矾过程中，安装在水质监测点的传感器会实时采集水质数据，如PH值、浊度、余氯含量等。

2. 数据传输和处理：传感器采集到的数据通过信号传输路线传输到计算机控制系统，计算机对数据进行处理和分析。

3. 控制策略制定：计算机根据预设的控制策略和水质要求，计算出加矾剂的投加量和投加时间。

4. 控制信号输出：计算机将计算得出的控制信号发送给执行器，控制执行器的动作，实现加矾剂的自动投加。

5. 反馈控制：执行器投加加矾剂后，传感器再次采集水质数据，反馈给计算机控制系统，用于判断加矾效果是否达到预期。

6. 系统优化：计算机根据反馈数据对控制策略进行优化，提高加矾的准确性和效率。

三、加矾自动化控制系统的优势1. 提高生产效率：自动化控制系统可以实现加矾过程的自动化操作，减少人工干预，提高生产效率。

2. 提高水质稳定性：通过实时监测和自动控制，加矾剂的投加量和投加时间可以根据水质变化进行调整，保持水质的稳定性。

3. 减少人为误差：自动化控制系统可以减少人为操作的误差，提高加矾的准确性和稳定性。

4. 节约资源：通过精确的控制，自动化控制系统可以减少加矾剂的浪费，节约成本和资源。

5. 提高安全性：自动化控制系统可以减少人工操作对工作人员的潜在危（wei）险，提高工作环境的安全性。

四、加矾自动化控制系统的应用案例某自来水厂引入加矾自动化控制系统后，取得了显著的效果。

污水处理中的智能化技术综述智能化技术在污水处理领域的应用日益广泛，为提高污水处理效率、降低运营成本、改善环境质量提供了新的解决方案。

本文将对污水处理中的智能化技术进行综述，以帮助读者全面了解该领域的最新进展。

一、智能感知技术1. 传感器技术：传感器是智能化污水处理系统的核心组成部分，用于实时监测和反馈关键参数，如水质、温度、PH值、浊度等。

传感器技术的发展使得污水处理过程中的重要参数可以准确地监测和控制，从而实现精细化管理和优化运行。

2. 图像识别技术：污水处理厂中存在大量的设备和管道，传统的巡检和维护方式既繁琐又耗时。

基于图像识别技术的智能巡检系统可以通过摄像头自动检测设备运行状态、管道状况等，并即时发出警报，提高巡检效率和处理速度。

二、智能控制技术1. 自动化控制系统：智能化污水处理厂采用自动化控制系统可以实现对整个处理过程的自动化控制，包括机械设备的运行、水位、压力等参数的监测和控制。

自动化控制系统可以大大提高运行效率，降低人工干预的需要。

2. 数据分析与建模：大数据和人工智能的快速发展为污水处理提供了更强大的技术支持。

通过对大量实时监测数据进行分析和建模，可以实现对污水处理过程的深度优化和最优化控制。

数据分析和建模技术可以帮助预测设备故障、处理效果等，提前采取相应的措施，提高处理效率和节约成本。

三、智能排放与回用技术1. 智能排放技术：智能化污水处理厂可以实现对出水质量的实时监测和调控，确保排放水质符合相应的标准。

智能排放技术可以减少对环境的污染，提高水体的可持续利用。

2. 智能回用技术：污水处理后的水可以通过智能回用技术进行处理和利用，用于农业灌溉、工业生产等领域。

借助智能化技术，可以对回用水质量进行监测和优化控制，提高水资源的利用效率和水环境的保护。

四、智能维护与管理技术1. 远程监控技术：采用远程监控技术，运营人员可以通过互联网远程监测设备运行状态和参数，及时掌握污水处理厂的运行情况，发现问题并及时进行处理，从而提高设备的可靠性和运行效率。

磁混凝系统一、介绍磁混凝系统工艺是将磁混凝沉淀工艺、磁分离工艺、智能加药和智能控制技术相结合而开发的水处理技术，主要应用在市政污水深度处理、提标改造、工业污水深度处理及污废水零排放等领域。

1、磁分离工艺技术原理磁混凝沉淀技术（又称磁加载-混凝技术）是一种在传统混凝沉淀水处理过程中，为了使悬浮体混凝或絮凝所形成的絮团增大密度，添加磁性加载物（Magnetite Ballast）加快絮体沉降速度，并结合磁分离循环利用磁性加载物的新型水处理技术。

在普通的混凝沉淀工艺中同步加入磁性加载剂（一般也可以称为磁种），在絮凝过程中成为矾花的核心，起到异相成核作用，使之与污染物絮凝联接成一体，以提高混凝絮凝体密实度，使生成的絮体密度更大、更结实，又缩短矾花形成、聚集及沉降时间，从而达到高速沉降的目的。

磁种可以通过磁鼓或类似磁力回收装置回收供循环使用。

2、磁混凝系统工艺流程生化二沉池出水首先进入一级混凝搅拌池进行快速搅拌，同时投加混凝剂PAC使得带电负性的污水胶体或悬浮颗粒物脱稳；之后进入二级磁混凝混合池，投加磁种形成絮体晶核；最后进入三级絮凝混合池，慢速搅拌，絮体与投加的助凝剂PAM产生桥架和吸附，形成大的絮体微粒；絮体再进入沉淀池，在重力的作用下快速沉淀，经重载式刮泥机刮板汇集到底部泥斗，上清液通过斜板沉淀池流出或流入一下工艺；沉淀的污泥大部分通过污泥回流泵返回到二级混合池，保证系统混凝过程所需的磁泥浓度，另一部分剩余污泥则通过污泥泵送入进入高剪机进行快速破碎打散，在磁种回收机内完成磁种与污泥分离，磁种再回到磁混反应池内循环使用，分离后剩余污泥进入污泥处理单元。

磁混凝系统工艺流程见图1.2-1 。

图1.2-1 磁混凝系统工艺3、磁混凝系统技术特点磁性加重剂加入，使整个沉降工艺时间缩短，再加上磁性加重剂比表面积大，因此对包括TP、SS 、浊度及部分非溶解性CODcr等内的大部分污染物具有较快和较好去除效率。

与其与传统混凝沉淀工艺相比，具有反应沉淀速度快、处理效率高、沉淀表面污染负荷高、占地面积小、投资小等诸多优点。

某净水厂加矾系统应用实例摘要：加矾系统是自来水厂关键及核心的系统之一，加矾系统的设计和运行对水厂生产有重要影响。

文章对茂名某净水厂加矾系统的设计和运行进行了介绍，阐述了影响矾液加药量的相关因素以及该厂加矾系统实际运行过程中存在的问题。

关键词：自来水厂；加矾；矾花自来水混凝加矾工艺是自来水制水工艺的关键及核心工艺之一，该工艺的作用是将进水通过与矾的混凝反应，使滤前水的浊度降低到一个可控的范围。

滤前水再经过滤池过滤使出厂水达到国家标准，因此加药混凝的处理效果，直接关系城镇供水水质安全。

1工程概况茂名某净水厂一期设计规模为50000m3/d，水源为地表水，水源水质符合《地表水环境质量标准》II类。

主要处理工艺为“格栅井及提升泵房+配水机械混合池+折板絮凝池+平流沉淀池+气水反冲洗滤池+清水池”。

供水水质符合《生活饮用水卫生标准》要求。

污泥处理系统出泥含水率60%。

管网末端供水压力0.28MPa。

加矾系统采用的混凝剂为聚合氯化铝（PAC）。

来料为10%液矾，矾液输送装置为数字计量泵。

矾液投加点为机械混合池。

2处理工艺图1 净水厂工艺流程工艺流程说明：原水进入格栅井，设置格栅的目的是拦截河水中的鱼虾、树叶等漂浮物，保证后续各处理单元的正常运行，格栅井与提升泵房合建。

提升泵房主要将原水提升至机械混合池。

机械混合池利用搅拌机搅拌水体，使混凝药剂向水体快速均匀扩散。

机械混合的混合效果好，对水质水量变化的适应性较强。

絮凝沉淀池用于絮凝反应和泥水分离。

气水反冲洗滤池采用石英砂滤料截留水中悬浮颗粒，进一步净化水质。

滤池出水进入清水池，经由送水泵房泵入配水管网。

3加矾系统设计3.1 絮凝沉淀池设计折板絮凝平流沉淀池将折板池与平流沉淀池合建。

絮凝是给水处理过程中最重要的环节，其通过对液体进行搅拌，来形成渐减的速度梯度，使经过混合脱稳的胶体和悬浮颗粒逐步形成较大絮体。

该絮体随后在平流沉淀池中进行沉淀。

折板絮凝池为单通道分级串联的立式絮凝池。

污水处理中的智能控制技术随着城市化进程不断加速，城市污水处理成为一个越来越大的问题。

对于污水去除效果的要求越来越高，同时运营成本也越来越高。

为了解决这一问题，智能控制技术在污水处理中得到了越来越广泛的应用。

一、智能控制技术在污水处理中的应用1.1 智能监测污水处理厂的智能监测系统可以对厂内污水流量、pH值、COD等参数进行实时监测。

该系统能够通过自动控制系统进行检测，并自行调节反应时间和抑制时间，以确保污水在处理后达到国家环保标准。

1.2 人工智能预处理系统预处理系统基于机器学习，使用专用算法进行处理，在传统的处理过程中添加了智能元素。

利用智能系统预测下一步的污水流量和浓度变化，并预测需求。

基于这些数据，整个处理过程中能够做到自适应，并以此优化设备配置和处理成本。

这样做能够在完全去除宽波动流量和负荷的情况下降低能耗和运行成本。

1.3 智能控制系统智能控制系统应用在污水处理中，优化运行，降低成本并提高水的质量。

该系统能够对处理流程进行监测，自动调整化学反应，降低能耗。

此外，如果出现了处理压力有所下降等异常情况，智能控制系统能够及时检测，自动提醒和及时进行处理以确保水质达标并在维持正常流程的同时尽可能节约能量。

二、智能控制技术在污水处理中的优势2.1 精确测量和反馈智能控制系统能够通过调整反应时间和抑制时间，达到更准确的结果。

通过反馈控制，能够提高处理效率和降低成本。

2.2 自适应虽然污水处理条件不同，但是通过智能控制系统，只需少量的调整，就可以优化处理过程，达到更优质的结果。

2.3 节约成本由于智能控制系统能够精确的控制产量和处理方式，因此只需要少量的能量和资源就可以获得更好的结果。

除此之外，通过预测和控制能力提高设备运行效率，也能够节约成本。

三、智能控制技术在污水处理中的未来发展随着科技技术和人工智能的进步，新的污染物的出现和处理方式以及环保标准的提高，可以预见智能控制技术在污水处理领域中的应用将会不断扩大。

机器学习方法在污水处理系统中的应用机器学习方法在污水处理系统中的应用随着工业化和城市化的加速发展，污水处理成为了具有重要意义的环保工作。

传统的污水处理系统往往依赖于人工操作和经验判断，效率较低且无法应对复杂的处理情况。

而随着人工智能技术的快速进步，机器学习方法逐渐被引入到污水处理系统中，以提高处理效率和质量。

本文将探讨机器学习方法在污水处理系统中的应用。

一、机器学习方法在污水处理过程中的监测与预测污水处理过程中，对关键指标的监测和预测是确保处理效果的重要环节。

传统方法主要依赖人工采样及化验分析，耗费时间和人力物力。

通过应用机器学习方法，如决策树、支持向量机等，可以对各环节的关键指标进行监测和预测，实现实时在线监控和预警。

例如，通过收集大量的数据，学习模型可以自动分析处理过程中的异常情况，并提供相应的预测结果，从而提前采取措施进行调整和改善。

二、机器学习方法在污水处理工艺的优化与控制工艺优化与控制是提高污水处理系统运行效率和降低处理成本的关键。

传统方法主要依赖于经验和规则，无法全面考虑复杂的处理过程和各种因素的相互影响。

机器学习方法可以通过学习大量历史数据和运行经验，进行模型建立和优化，从而实现对处理工艺的智能控制和优化。

例如，可以通过机器学习方法分析不同因素对处理效果的影响，优化处理过程，降低处理成本。

同时，机器学习方法还可以根据实时数据调整控制参数，提高处理系统的稳定性和鲁棒性。

三、机器学习方法在污水处理过程中的故障诊断与维护污水处理系统存在故障和异常情况时，及时进行诊断和维护对于系统的正常运行至关重要。

传统方法主要依赖于人工巡检和经验判断，效率低且容易出错。

机器学习方法可以通过学习大量历史数据和运行经验，建立故障模型和机器学习模型，实现对故障的自动诊断和维护。

例如，可以通过机器学习方法分析各种因素与故障之间的关联，建立故障预测模型。

一旦出现故障，可以通过与历史故障数据的比对，找出最可能的故障原因，并提供相应的维护措施。