CN111762934A - 一种模块式微污染水净化装置全自动控制***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块式微污染水净化装置全自动控制***及方法，***包括中控***、现场监测控制模块、水处理模块，水处理模块的进水管路上设有进水调节阀，出水管路上设有出水调节阀，进水管路、出水管路上还设有监测探头，用于分别监测进、出水的水质参数，现场监测控制模块与中控***远程通讯连接，现场监测控制模块用于将采集的水质参数监测值上传给中控***，中控***用于将监测值对应与预先设定的阈值范围进行比较，当监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向现场监测控制模块发送指令，现场监测控制模块用于接收中控***下达的指令，更改水处理模块运行参数或者调节阀门开度。本发明可实现水处理全自动化操作，风险及时预警，集中管理。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种模块式微污染水净化装置全自动控制***及方法，用于以微污染水源做为原水的模块式净化装置的控制与管理。
背景技术
微污染水源一般指受污染的管网末端水和地下水，当前城乡居民饮用水一般来自给水厂供水或地下井水。给水厂出厂水的各项水质指标一般均满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)限值要求，但由于自来水在配水管网中长期停留，发生一系列的生化反应，管网末端处的某些水质指标浓度可能已超出了标准限值。根据中国疾病预防控制中心水质安全监测室对全国2700多座市政水厂和二次供水设施的调研，管网末梢水的水质合格率分别为92.4％和82％，主要超标项目为微生物指标和余氯。地下水是重要的饮用水水源，污染源分为：工业污染源、农业污染源、生活污染源、矿业污染源。受污染的地下水，主要污染物为铁、锰、氨氮及有机物等。据世界卫生组织公布的调查结果表明,人类80％的疾病与饮用被污染的水有关，我国据调查有65.4％的人常年在饮用不符合饮用标准的水。
饮用水卫生安全的末端部分亟待补强。然而给水厂的水处理工艺构筑物较多、规模及占地较大、集约化及自动化程度低、对运营人员要求较高，这些问题促进了微污染水净化装置的开发。当前国内专利库关于微污染水净化装置的专利不多，且多为实用新型专利，现有的专利没有***地将水净化装置、给水管网、传感***、控制***结合在一起，只对水净化装置进行论述，且既有专利中大多涉及某种水净化流程的组合或滤料的优化，其智能程度与可靠性远低于本发明所提出的模块式微污染水净化装置。如实用新型专利201320059293.1公布了一种微污染水源饮用水深度处理装置，该装置包括原水池、臭氧氧化池、中间水池、增压泵、石英砂过滤器、曝气池、生物活性炭滤池和消毒池，工作原理是利用臭氧将不易生物降解的有机物转变为可被生物降解的有机物，再被生物活性炭滤池吸附去除，通过消毒池有效杀灭水中细菌。该装置对运营人员专业技术要求较高，运行维护复杂、涉及单元较多、占地规模较大，并且集约化及自动化程度低。实用新型专利201120151490.7公布了一种微污染水源水给水净化一体化装置，该装置包括一体化筒体、设置在所述筒体内的布水器和过滤层、曝气机构和反冲洗机构。该装置是将生物滤池和砂滤池合为一体，实现对微污染源水中的有机物的降解和悬浮物的过滤功能，该装置只实现了给水处理中的过滤，缺少后续的吸附消毒等工艺；处理对象单一，只针对水中有机物污染物，缺乏处理水中铁、锰、氨氮等污染物的手段。当前专利公开的装置只涉及微污染水处理装置，未将净化装置与传感***、控制***结合，对装置集约化、自动化、智能化未进行研究。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种模块式微污染水净化装置全自动控制***及方法，可实现水处理全自动化操作，风险及时预警，集中管理。
本发明的目的是采用下述方案实现的：本发明公开了一种模块式微污染水净化装置全自动控制***，包括中控***、现场监测控制模块、水处理模块，所述水处理模块的进水口与进水管路连通，所述进水管路上设有进水调节阀，所述水处理模块的出水口与出水管路连通，所述出水管路上设有出水调节阀，所述进水管路、出水管路上还设有监测探头，用于分别监测进、出水的水质参数，所述监测探头与现场监测控制模块的输入端电连接，所述进水调节阀、出水调节阀、水处理模块与现场监测控制模块的输出端电连接，所述现场监测控制模块与中控***远程通讯连接，所述现场监测控制模块用于将采集的水质参数监测值上传给中控***，所述中控***用于将监测值对应与预先设定的阈值范围进行比较，当监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向现场监测控制模块发送指令，所述现场监测控制模块用于接收中控***下达的指令，控制进水调节阀、出水调节阀或水处理模块的运行状态，更改水处理模块运行参数或者调节阀门开度。
进一步地，所述现场监测控制模块包括电源、PLC控制器，所述电源用于给整个现场监测控制模块供电，所述PLC控制器的输入端与监测探头电连接，所述PLC控制器的输出端分别与进水调节阀、出水调节阀、水处理模块电连接，所述PLC控制器通过通讯交换机与中控***连接，所述PLC控制器用于采集水质参数，并通过通讯交换机上传给中控***，所述中控***根据预警的参数类别，将监测值对应与预先设定的阈值范围进行比较，当监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向PLC控制器发送指令，所述PLC控制器用于接收中控***下达的指令，控制进水调节阀、出水调节阀或水处理模块的运行状态，更改水处理模块运行参数或者调节阀门开度。
进一步地，所述中控***包括远程控制计算机群、服务器，所述远程控制计算机群通过网络交换机与现场监测控制模块连接，所述远程控制计算机群与服务器连接；
所述远程控制计算机群内设有辅助决策***，辅助决策***利用机器学习算法，将历次监测的水质参数与执行的指令训练出适用于特定净化装置的辅助决策***，新获得的参数经过辅助决策***分析，给出建议指令。
服务器用于保存、记录水质数据，实时上传，便于主管单位监督等。
进一步地，所述现场监测控制模块还包括显示模块和指令输入模块，所述指令输入模块与PLC控制器的输入端连接，所述显示模块与PLC控制器的输出端连接；所述显示模块用于显示水处理模块的运行状态，包括运行、正洗、反洗等。所述现场监测控制模块根据监测探头采集的监测数据，分析得到水处理模块的各模块老化情况，控制显示模块显示水处理模块的各模块剩余寿命，当达到倒计时之前提示更换相应模块。
进一步地，所述在线监测探头包括pH探头、电导率探头、压力探头，用于分别监测进、出水的pH、电导率、压力。
进一步地，所述水处理模块包括多介质过滤模块、精密过滤模块和消毒模块,多介质过滤模块的进水口与进水管路连通，所述多介质过滤模块的出水口通过管道与精密过滤模块的进水口连通，精密过滤模块的出水口通过管道与消毒模块的的进水口连通，消毒模块的出水口与出水管路连通。
进一步地，水处理模块包括两个多介质过滤模块和两个精密过滤模块，分别为第一多介质过滤模块、第二多介质过滤模块以及第一精密过滤模块、第二精密过滤模块，所述第一多介质过滤模块的进水口与进水管路连通，第一多介质过滤模块的出水口通过管道与第二多介质过滤模块的进水口连通，第二多介质过滤模块的出水口通过管道与第一精密过滤模块的进水口连通，第一精密过滤模块的出水口通过管道与第二精密过滤模块的进水口连通，第二精密过滤模块的出水口通过管道与消毒模块的的进水口连通。
进一步地，多介质过滤模块、精密过滤模块中任一过滤模块的进水口设有进水控制阀，出水口设有出水控制阀，多介质过滤模块、精密过滤模块中任一过滤模块的进水口、出水口之间通过切换管路连通，所述切换管路上设有切换控制阀，所述切换控制阀的上游端与进水控制阀的上游端连通，所述切换控制阀的下游端与出水控制阀的下游端连通，所述进水控制阀、出水控制阀、切换控制阀分别与现场监测控制模块电连接，所述现场监测控制模块用于接收中控***下达的指令，控制进水控制阀、出水控制阀、切换控制阀的运行状态，实现水处理模块内各模块的任意组合或关闭老化模块启用备用模块。
本发明公开了一种模块式微污染水净化装置全自动控制方法，包括如下步骤：
进水进入水处理模块，通过水处理模块完成微污染水的净化处理；随着水处理模块运行一段时间后，水处理模块的老化情况会反映在监测数据上；
水处理模块的进水管路、出水管路上分别安装探头监测，实时监测进、出水的水质参数；现场监测控制模块将探头监测采集的水质参数监测值上传给中控***；
中控***将水质参数监测值对应与预先设定的阈值范围进行比较，当水质参数监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向现场监测控制模块发送指令，所述现场监测控制模块接收中控***下达的指令，控制进水调节阀、出水调节阀或水处理模块的运行状态，更改水处理模块运行参数或者调节阀门开度或者水处理模块内各模块的任意组合或更换老化模块启用备用模块。
进一步地，多介质过滤模块通过吸附、拦截、静电、原电池反应作用下去除原水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅、味及带放射性的重金属离子，精密过滤模块在微滤膜组件作用下能够截留悬浮物,细菌及大分子量胶体；在超滤膜组件作用下去除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，消毒模块用于对出水杀菌；
模块更换原则如下：如果在设定时间内出水缓慢，则更换精密过滤模块；如果在设定时间内出水有其他异味或者水质变差，则更换多介质过滤模块；
当中控***判断原水水质污染较轻时，则原水经过水处理模块的消毒模块处理后，完成微污染水的净化处理；
当中控***判断原水水质污染一般时，则原水依次经过水处理模块的精密过滤模块和消毒模块处理后，完成微污染水的净化处理；
当中控***判断原水水质污染较重时，则原水依次经过水处理模块的多介质过滤模块、精密过滤模块和消毒模块处理后，完成微污染水的净化处理；
中控***内设有辅助决策***，辅助决策***利用机器学习算法，将历次监测的水质参数与执行的指令作为训练数据样本、测试数据样本训练出适用于特定净化装置的辅助决策***，将新获得的水质参数输入到训练好的辅助决策***中进行分析，辅助决策***输出建议指令。
本发明的有益效果为：
本发明包括中控***、现场监测控制模块、水处理模块，所述水处理模块的进水口与进水管路连通，所述进水管路上设有进水调节阀，所述水处理模块的出水口与出水管路连通，所述出水管路上设有出水调节阀，所述进水管路、出水管路上还设有监测探头，用于分别监测进、出水的水质参数，所述监测探头与现场监测控制模块的输入端电连接，所述进水调节阀、出水调节阀、水处理模块与现场监测控制模块的输出端电连接，所述现场监测控制模块与中控***远程通讯连接，所述现场监测控制模块用于将采集的水质参数监测值上传给中控***，所述中控***用于将监测值对应与预先设定的阈值范围进行比较，当监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向现场监测控制模块发送指令，所述现场监测控制模块用于接收中控***下达的指令，控制进水调节阀、出水调节阀或水处理模块的运行状态，更改水处理模块运行参数或者调节阀门开度。本发明实现水质实时监测及时预警，数据发送至中控***，辅助决策***给出建议指令，可实现现场设备灵活组合，无人值守，自动运行，集中管理，降低人工成本。且本发明的净化装置具备智能化，自动化，集约化的特点，符合当前“物联网”、“智慧城市”的发展趋势。
本发明解决现有净化装置智能化，自动化，集约化程度低的问题，解决现有净化装置出水水质不能实时监测，预警能力低，处理对象单一，依赖技术人员现场值守的问题，适应智慧发展的需要。
附图说明
图1为本发明的模块式智能微污染水净化装置控制***的原理框图；
图2为本发明的水处理模块的结构示意图；
图3为本发明的水处理模块的多介质过滤模块的结构示意图；
图4为本发明的水处理模块的精密过滤模块的结构示意图；
图5为本发明的模块式智能微污染水净化装置工作流程示意图。
附图中，1为进水调节阀，2为多介质过滤模块，21为上层滤料，22为中层滤料，23为下层滤料，24为压差表，25为多介质过滤模块的进水口，26为多介质过滤模块的出水口，3为精密过滤模块，31为中空纤维滤芯，32为支撑柱，4为消毒模块，5为出水调节阀，6为压力探头，7为pH探头，8为电导率探头。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参见图1至图4，本实施例提供一种模块式微污染水净化装置全自动控制***，包括中控***、现场监测控制模块、水处理模块，所述水处理模块的进水口与进水管路连通，所述进水管路上设有进水调节阀，所述水处理模块的出水口与出水管路连通，所述出水管路上设有出水调节阀，所述进水管路、出水管路上还设有监测探头，用于分别监测进、出水的水质参数，所述监测探头与现场监测控制模块的输入端电连接，所述进水调节阀、出水调节阀、水处理模块与现场监测控制模块的输出端电连接，所述现场监测控制模块与中控***远程通讯连接，所述现场监测控制模块用于将采集的水质参数监测值上传给中控***，所述中控***用于将监测值对应与预先设定的阈值范围进行比较，当监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向现场监测控制模块发送指令，所述现场监测控制模块用于接收中控***下达的指令，控制进水调节阀、出水调节阀或水处理模块的运行状态，更改水处理模块运行参数或者调节阀门开度。
进一步地，所述现场监测控制模块包括电源UPS、PLC控制器，所述电源UPS用于给整个现场监测控制模块供电，所述PLC控制器的输入端与监测探头电连接，所述PLC控制器的输出端分别与进水调节阀1、出水调节阀5、水处理模块电连接，所述PLC控制器通过通讯交换机与中控***连接，所述PLC控制器用于采集水质参数，并通过通讯交换机上传给中控***，所述中控***根据预警的参数类别，将监测值对应与预先设定的阈值范围进行比较，当监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向PLC控制器发送指令，所述PLC控制器用于接收中控***下达的指令，控制进水调节阀、出水调节阀或水处理模块的运行状态，更改水处理模块运行参数或者调节阀门开度。
进一步地，所述中控***包括远程控制计算机群、服务器，所述远程控制计算机群通过网络交换机与现场监测控制模块连接，所述远程控制计算机群与服务器连接。
所述远程控制计算机群内设有辅助决策***，辅助决策***利用机器学习算法，包括但不限于神经网络算法、聚类算法和支持向量机等，将历次监测的水质参数与执行的指令训练出适用于特定净化装置的辅助决策***，新获得的参数经过辅助决策***分析，给出建议指令。
PLC可编程控制器包括CPU模块、通信模块、电源模块、模数输入输出模块，通信模块、电源模块、模数输入输出模块与CPU模块电连接。
进一步地，所述现场监测控制模块还包括显示模块和指令输入模块，所述指令输入模块与PLC控制器的输入端连接，所述显示模块与PLC控制器的输出端连接；所述现场监测控制模块根据监测探头采集的监测数据，分析得到水处理模块的各模块老化情况，控制显示模块显示水处理模块的各模块剩余寿命，当达到倒计时之前提示更换相应模块。显示模块和指令输入模块采用触摸屏。显示模块采用显示屏。指令输入模块采用开关。
进一步地，所述在线监测探头包括pH探头7、电导率探头8、压力探头6，用于分别监测进、出水的pH、电导率、压力参数。各监测探头与数据采集卡连接，通讯交换机可将采集卡内的数据通过等传输至中控***中的远程控制计算机群中。
进一步地，所述水处理模块包括多介质过滤模块2、精密过滤模块3和消毒模块4,多介质过滤模块的进水口与进水管路连通，所述多介质过滤模块的出水口通过管道与精密过滤模块的进水口连通，精密过滤模块的出水口通过管道与消毒模块的的进水口连通，消毒模块的出水口与出水管路连通。水处理模块的各模块可编程设置运行周期和反冲洗强度。各水处理模块成组布置，每组设置备用模块。各水处理模块前后设调节阀门。随着设备运行一段时间后，模块老化情况会反映在监测数据上，中控***可根据预警的参数类别，当监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向现场发送指令，更改水处理模块自动控制头运行参数或者关闭老化模块启用新模块，此外现场可根据进出水情况利用触摸板对PLC进行编程，对模块组合方式进行调试。
进一步地，水处理模块包括两个多介质过滤模块和两个精密过滤模块，分别为第一多介质过滤模块、第二多介质过滤模块以及第一精密过滤模块、第二精密过滤模块，所述第一多介质过滤模块的进水口与进水管路连通，第一多介质过滤模块的出水口通过管道与第二多介质过滤模块的进水口连通，第二多介质过滤模块的出水口通过管道与第一精密过滤模块的进水口连通，第一精密过滤模块的出水口通过管道与第二精密过滤模块的进水口连通，第二精密过滤模块的出水口通过管道与消毒模块的的进水口连通。
进一步地，多介质过滤模块、精密过滤模块中任一过滤模块的进水口设有进水控制阀，出水口设有出水控制阀，多介质过滤模块、精密过滤模块中任一过滤模块的进水口、出水口之间通过切换管路连通，所述切换管路上设有切换控制阀，所述切换控制阀的上游端与进水控制阀的上游端连通，所述切换控制阀的下游端与出水控制阀的下游端连通，所述进水控制阀、出水控制阀、切换控制阀分别与现场监测控制模块电连接，所述现场监测控制模块用于接收中控***下达的指令，控制进水控制阀、出水控制阀、切换控制阀的运行状态，实现水处理模块内各模块的任意组合或关闭老化模块启用备用模块。
具体的，多介质过滤模块用于去除原水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅、味及带放射性的重金属离子；
多介质过滤模块包括过滤罐,所述过滤罐的底部设有进水口，与进水管连接，进水管上设置进水控制阀门，所述过滤罐的上部设有出水口，与出水管连接，出水管上设置出水控制阀门，过滤罐内从下到上依次设有多层滤料，多层滤料通过支撑组件支撑在过滤罐内；所述过滤罐的底部设有布水组件，与进水管连接。本实施例的过滤罐内从下到上依次设有三层滤料，分别为上层滤料21、中层滤料22、下层滤料23。上层滤料采用无烟煤等。中层滤料采用石英砂等。下层滤料采用卵石层等。具体的，所述多介质过滤模块内装填填料，根据不同需要分为优质石英砂、改性活性炭、高效金属复合载体等滤料。
过滤罐包括罐身和罐盖，所述罐盖固定在罐身的上端。多介质过滤模块还设有压差表/压力传感器,压差表24用于采集多介质过滤模块进水口25、出水口26的压差，并将采集的压差传递给现场监测控制模块，或者压差表/压力传感器用于采集多介质过滤模块出水口的压力，并将采集的出口压力传递给现场监测控制模块。多介质过滤模块的压差表或压力传感器固定在罐盖顶部。
多介质过滤模块的进水口可以作为反冲洗排水口。多介质过滤模块的出水口可以作为反冲洗进水口。
进一步地，所述精密过滤模块采用微滤膜组件或超滤膜组件，微滤膜组件采用中空纤维微滤膜组件；超滤膜组件采用中空纤维超滤膜组件。所述微滤膜组件用于截留悬浮物、细菌及大分子量胶体；所述超滤膜组件用于去除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。
本实施例还公开了一种精密过滤模块的结构，该精密过滤模块包括筒体和筒盖，筒体上设有出水口，出水口连接有出水管，所述筒盖固定在筒体的上端，所述筒体内固定有多个中空纤维滤芯31，多个中空纤维滤芯竖直固定在筒体内，多个中空纤维滤芯的进水口分别与进水管连通。中空纤维滤芯可以通过支撑柱32支撑在筒体内。
精密过滤模块的出水口位于筒体上端。精密过滤模块的筒体底部设有布水结构，多个中空纤维滤芯的进水口通过布水结构与进水管连通。
精密过滤模块设有压差表/压力传感器,压差表用于采集精密过滤模块进水口、出水口的压差，并将采集的压差传递给现场监测控制模块，或者压差表/压力传感器用于采集精密过滤模块出水口的压力，并将采集的出口压力传递给现场监测控制模块。精密过滤模块的压差表或压力传感器固定在精密过滤模块壳体顶部。
多介质过滤模块、精密过滤模块内部滤料/滤膜/滤芯运行一段时间后会失效，通过反冲洗方式恢复滤料/滤膜/滤芯性能，冲洗产生废水通过泄水口排出。泄水口设有自动卸污阀门。
所述多介质过滤模块主要由过滤罐体、滤料、配套管线和自动控制头构成,其中过滤罐体主要包括以下组件：筒体、布水组件、反洗***、支撑组件。其中填料根据不同需要分为优质石英砂、改性活性炭、高效金属复合载体等。
具体的，所述精密过滤模块主要由过滤罐体、膜组件、配套管线和自动控制头构成，其中膜组件主要采用微滤膜、超滤膜等。
具体的，所述消毒模块可选用紫外线灭菌器或者二氧化氯发生器。
本发明的各模块灵活组合，处理对象多样，集成的模块化水处理设备，可根据不同进水工况，灵活组装各模块，保证出水水质达标，施工安装简单，检修方便，高度集约化，占地面积小。
本发明可以对水质实时监测及时预警，监测数据通过数据传输***将数据发送到调度中心或工作人员，可实现设备无人值守，自动运行，集中管理，降低维护费用，顺应智慧城市的建设要求。
实施例二
参见图1至图5，本发明公开了一种模块式微污染水净化装置全自动控制方法，包括如下步骤：
进水进入水处理模块，通过水处理模块完成微污染水的净化处理；随着水处理模块运行一段时间后，水处理模块的老化情况会反映在监测数据上；
水处理模块的进水管路、出水管路上分别安装探头监测，实时监测进、出水的水质参数；现场监测控制模块将探头监测采集的水质参数监测值上传给中控***；
中控***将水质参数监测值对应与预先设定的阈值范围进行比较，当水质参数监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向现场监测控制模块发送指令，所述现场监测控制模块接收中控***下达的指令，控制进水调节阀、出水调节阀或水处理模块的运行状态，更改水处理模块运行参数或者调节阀门开度或者水处理模块内各模块的任意组合或更换老化模块启用备用模块。
微污染水质不稳定，进水水质波动较大时，更改水处理模块运行参数，如增加/减少过滤模块，过滤、消毒时间。依据用水量调节阀门开度。
为灵活满足用水水量、水质需要，且进水水质不稳定时，将水处理模块内各模块的高效组合。
模块内滤料/滤芯寿命到期需要更换或者反冲洗养护时，更换老化模块启用备用模块保证出水水质稳定。
进一步地，多介质过滤模块通过吸附、拦截、静电、原电池反应作用下去除原水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅、味及带放射性的重金属离子，精密过滤模块在微滤膜组件作用下能够截留悬浮物,细菌及大分子量胶体；在超滤膜组件作用下去除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，消毒模块用于对出水杀菌；
模块更换原则如下：如果在设定时间内出水缓慢，则更换精密过滤模块；如果在设定时间内出水有其他异味或者水质变差，则更换多介质过滤模块；
当中控***判断原水水质污染较轻时，则原水经过水处理模块的消毒模块处理后，完成微污染水的净化处理；
当中控***判断原水水质污染一般时，则原水依次经过水处理模块的精密过滤模块和消毒模块处理后，完成微污染水的净化处理；
当中控***判断原水水质污染较重时，则原水依次经过水处理模块的多介质过滤模块、精密过滤模块和消毒模块处理后，完成微污染水的净化处理；
中控***内设有辅助决策***，辅助决策***利用机器学习算法，包括但不限于神经网络算法、聚类算法和支持向量机等，将历次监测的水质参数与执行的指令作为训练数据样本、测试数据样本训练出适用于特定净化装置的辅助决策***，将新获得的水质参数输入到训练好的辅助决策***中进行分析，辅助决策***输出建议指令。测试数据为传感器监测数据，输出指令包括阀门开启度，各模块运行个数、状态、串并联方式等。
运行一段时间后，模块内滤料到达使用期限，杂质堵塞滤料，会导致出水缓慢，通过设置流量传感器可以监测出水缓慢情况。
且通过传感器数据可以自动判断出水有其他异味或者水质变差。
进水污染情况依据工程经验和使用要求判断,判定原则由用户确定。一般是原水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅、味及带放射性的重金属离子超出标准时，属于进水污染较重；悬浮物、细菌及大分子量胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物超出标准时，属于进水污染一般；只去除微生物时，属于进水污染较轻。标准可采用《生活饮用水卫生标准》。
本发明解决了现有微污染水净化装置水质状况不能实时监测，处理对象单一，通讯能力较弱，出水水质超标风险不能及时预警，设备依赖技术人员现场值守等问题，本发明具有水质实时监测，模块灵活组合，处理对象多样，预警及时，无人值守，自动运行，集中管理，施工安装简单，检修方便，适应智慧发展需要等优点。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种模块式微污染水净化装置全自动控制***，其特征在于：包括中控***、现场监测控制模块、水处理模块，所述水处理模块的进水口与进水管路连通，所述进水管路上设有进水调节阀，所述水处理模块的出水口与出水管路连通，所述出水管路上设有出水调节阀，所述进水管路、出水管路上还设有监测探头，用于分别监测进、出水的水质参数，所述监测探头与现场监测控制模块的输入端电连接，所述进水调节阀、出水调节阀、水处理模块与现场监测控制模块的输出端电连接，所述现场监测控制模块与中控***远程通讯连接，所述现场监测控制模块用于将采集的水质参数监测值上传给中控***，所述中控***用于将监测值对应与预先设定的阈值范围进行比较，当监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向现场监测控制模块发送指令，所述现场监测控制模块用于接收中控***下达的指令，控制进水调节阀、出水调节阀或水处理模块的运行状态，更改水处理模块运行参数或者调节阀门开度。
2.根据权利要求1所述的模块式微污染水净化装置全自动控制***，其特征在于：所述现场监测控制模块包括电源、PLC控制器，所述电源用于给整个现场监测控制模块供电，所述PLC控制器的输入端与监测探头电连接，所述PLC控制器的输出端分别与进水调节阀、出水调节阀、水处理模块电连接，所述PLC控制器通过通讯交换机与中控***连接，所述PLC控制器用于采集水质参数，并通过通讯交换机上传给中控***，所述中控***根据预警的参数类别，将监测值对应与预先设定的阈值范围进行比较，当监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向PLC控制器发送指令，所述PLC控制器用于接收中控***下达的指令，控制进水调节阀、出水调节阀或水处理模块的运行状态，更改水处理模块运行参数或者调节阀门开度。
3.根据权利要求1所述的模块式微污染水净化装置全自动控制***，其特征在于：所述中控***包括远程控制计算机群、服务器，所述远程控制计算机群通过网络交换机与现场监测控制模块连接，所述远程控制计算机群与服务器连接；
所述远程控制计算机群内设有辅助决策***，辅助决策***利用机器学习算法，将历次监测的水质参数与执行的指令训练出适用于特定净化装置的辅助决策***，新获得的参数经过辅助决策***分析，给出建议指令。
4.根据权利要求1所述的模块式微污染水净化装置全自动控制***，其特征在于：所述现场监测控制模块还包括显示模块和指令输入模块，所述指令输入模块与PLC控制器的输入端连接，所述显示模块与PLC控制器的输出端连接；所述现场监测控制模块根据监测探头采集的监测数据，分析得到水处理模块的各模块老化情况，控制显示模块显示水处理模块的各模块剩余寿命，当达到倒计时之前提示更换相应模块。
5.根据权利要求1所述的模块式微污染水净化装置全自动控制***，其特征在于：所述在线监测探头包括pH探头、电导率探头、压力探头，用于分别监测进、出水的pH、电导率、压力。
6.根据权利要求1所述的模块式微污染水净化装置全自动控制***，其特征在于：所述水处理模块包括多介质过滤模块、精密过滤模块和消毒模块,多介质过滤模块的进水口与进水管路连通，所述多介质过滤模块的出水口通过管道与精密过滤模块的进水口连通，精密过滤模块的出水口通过管道与消毒模块的的进水口连通，消毒模块的出水口与出水管路连通。
7.根据权利要求1所述的模块式微污染水净化装置全自动控制***，其特征在于：水处理模块包括两个多介质过滤模块和两个精密过滤模块，分别为第一多介质过滤模块、第二多介质过滤模块以及第一精密过滤模块、第二精密过滤模块，所述第一多介质过滤模块的进水口与进水管路连通，第一多介质过滤模块的出水口通过管道与第二多介质过滤模块的进水口连通，第二多介质过滤模块的出水口通过管道与第一精密过滤模块的进水口连通，第一精密过滤模块的出水口通过管道与第二精密过滤模块的进水口连通，第二精密过滤模块的出水口通过管道与消毒模块的的进水口连通。
8.根据权利要求6或7所述的模块式微污染水净化装置全自动控制***，其特征在于：多介质过滤模块、精密过滤模块中任一过滤模块的进水口设有进水控制阀，出水口设有出水控制阀，多介质过滤模块、精密过滤模块中任一过滤模块的进水口、出水口之间通过切换管路连通，所述切换管路上设有切换控制阀，所述切换控制阀的上游端与进水控制阀的上游端连通，所述切换控制阀的下游端与出水控制阀的下游端连通，所述进水控制阀、出水控制阀、切换控制阀分别与现场监测控制模块电连接，所述现场监测控制模块用于接收中控***下达的指令，控制进水控制阀、出水控制阀、切换控制阀的运行状态，实现水处理模块内各模块的任意组合或关闭老化模块启用备用模块。
9.一种模块式微污染水净化装置全自动控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
进水进入水处理模块，通过水处理模块完成微污染水的净化处理；随着水处理模块运行一段时间后，水处理模块的老化情况会反映在监测数据上；
水处理模块的进水管路、出水管路上分别安装探头监测，实时监测进、出水的水质参数；现场监测控制模块将探头监测采集的水质参数监测值上传给中控***；
中控***将水质参数监测值对应与预先设定的阈值范围进行比较，当水质参数监测值偏离预先设定的某一阈值范围时，向现场监测控制模块发送指令，所述现场监测控制模块接收中控***下达的指令，控制进水调节阀、出水调节阀或水处理模块的运行状态，更改水处理模块运行参数或者调节阀门开度或者水处理模块内各模块的任意组合或更换老化模块启用备用模块。
10.根据权利要求9所述的模块式微污染水净化装置全自动控制方法，其特征在于：多介质过滤模块通过吸附、拦截、静电、原电池反应作用下去除原水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅、味及带放射性的重金属离子，精密过滤模块在微滤膜组件作用下能够截留悬浮物,细菌及大分子量胶体；在超滤膜组件作用下去除胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，消毒模块用于对出水杀菌；
模块更换原则如下：如果在设定时间内出水缓慢，则更换精密过滤模块；如果在设定时间内出水有其他异味或者水质变差，则更换多介质过滤模块；
当中控***判断原水水质污染较轻时，则原水经过水处理模块的消毒模块处理后，完成微污染水的净化处理；
当中控***判断原水水质污染一般时，则原水依次经过水处理模块的精密过滤模块和消毒模块处理后，完成微污染水的净化处理；
当中控***判断原水水质污染较重时，则原水依次经过水处理模块的多介质过滤模块、精密过滤模块和消毒模块处理后，完成微污染水的净化处理；
中控***内设有辅助决策***，辅助决策***利用机器学习算法，将历次监测的水质参数与执行的指令作为训练数据样本、测试数据样本训练出适用于特定净化装置的辅助决策***，将新获得的水质参数输入到训练好的辅助决策***中进行分析，辅助决策***输出建议指令。
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