CN116186101A - 用于监控污水收集、存储和排放过程的*** - Google Patents

用于监控污水收集、存储和排放过程的*** Download PDF

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Abstract

用于监控污水收集、存储和排放过程的***包括污水收集单元、污水存储单元、排污单元、液面高度监测单元、液体流量监测单元、数据存储与分析单元、***控制单元，数据存储与分析单元接受和存储监测单元传输来的监测数据，进行分析，判断是否存在异常状况；若存在异常状况，则向***控制单元发送异常状况提示信号；***控制单元接受数据存储与分析单元传输来的异常状况提示信号，实施预警或报警；接受外部指令，调整监测单元的工作参数。本发明实现了收集、存储和排放的过程监控，并可通过实时数据分析进行针对性的报警或预警，有助于各种复杂环境下的污水管理，具有广阔的应用前景。

Description

用于监控污水收集、存储和排放过程的***
技术领域
本发明涉及污水监控技术领域，尤其涉及用于监控污水收集、存储和排放过程的***。
背景技术
根据来源性质，污水可分为工业废水、生活污水、商业污水和表面径流四类。除表面径流外，其他类型的污水均需要进行针对性的收集和存储，并按照国家相关规定，在指定的地点进行排放，或进行针对性的处置后自行排放。
另一方面，出于运营成本方面的考虑，许多污水处理***未能正常工作，或工作流程中存在多种漏洞，急需进行针对性的监管或监控。然后现有的监控***，多集中于污水排放时的流量监控，缺少了收集和存储过程中的状态监控，也无法对污水流入量和流出量进行有效的比对和验证。
发明内容
为实现污水收集、存储和排放的过程监控，为此，本发明提出了用于监控污水收集、存储和排放过程的***，具体方案如下：
用于监控污水收集、存储和排放过程的***，包括
污水收集单元，用于收集污水；
污水存储单元，用于储存收集到的污水，接收污水收集单元转运的污水；
排污单元，用于排出污水存储单元中储存的污水；
液面高度监测单元，固定于污水存储单元处，用于实时监测污水存储单元中的污水液面高度；
液体流量监测单元，固定于污水收集单元和排污单元处，用于实时监测污水的收集和排放情况；
数据存储与分析单元，接受和存储监测单元传输来的监测数据，进行分析，判断是否存在异常状况；若存在异常状况，则向***控制单元发送异常状况提示信号；
***控制单元，接受数据存储与分析单元传输来的异常状况提示信号，实施预警或报警；接受外部指令，调整监测单元的工作参数。
具体地说，所述液面高度监测单元和液体流量监测单元均包含数据采集模块、数据处理与数据传输模块；所述数据采集模块通过各种类型的传感器实时获取原始检测数据，数据处理与分析模块对数据采集模块获取的原始数据进行处理，并将处理后的数据传输至数据存储与分析单元。
具体地说，所述液面高度监测单元的液面数据处理与传输模块，对于连续实时获取的原始测量数据，按照指定的时间频率拆分为多个区段，并对每个时间区段内的原始测量数据取平均值。
具体地说，所述液体流量监测单元的流量数据分析与传输模块实时获取的原始测量数据，标记出液体开始排放的时间点、液体排放结束的时间点，计算出排放时间段内所有流量的总和。
具体地说，所述数据存储与分析单元分析监测单元传输来的监测数据的步骤为：基于液面高度监测单元传输来的液面高度数据，实时计算其与污水存储单元最大可用高度的比值，若比值高于80％，则确定存在需要预警的异常状况。
具体地说，所述数据存储与分析单元分析监测单元传输来的监测数据的步骤为：
S11、基于液面高度监测单元传输来的液面高度数据，计算单位时间内污水存储单元中的第一污水净增量，具体公式为：
第一污水净增量＝Vpost–Vpre
其中，Vpost为污水存储单元在起始时间点时的污水液面高度对应的体积，Vpre为污水存储单元在终末时间点时的污水液面高度对应的体积；
基于液体流量监测单元传输来的液体流量数据，计算单位时间内污水存储单元中的第二污水净增量，具体公式为：
第二污水净增量＝Vin–Vout
其中，Vin为指定时间段内污水收集单元处监测到的流量，Vout为指定时间段内排污单元处监测到的流量；
S12、比较相同时段内的第一污水净增量和第二污水净增量的相对差异，若差异大于8％，则确定存在需要报警的异常状况；相对差异的计算公式如下：
Figure BDA0003770108990000031
其中，abs为绝对值函数，abs(x)意为对x取绝对值。
具体地说，所述数据存储与分析单元存储的液面高度数据，包括以该***的个体识别信息、污水存储单元中的液面高度数据、与前述的液面高度数据对应的监测时间点或时间段。
具体地说，所述数据存储与分析单元存储的液体流量数据包括该***的个体识别信息、流量性质、流量数据、与前述流量数据对应的时间点或时间段；其中，流量性质分“污水收集”和“污水排放”两类。
具体地说，所述***控制单元调整监测单元的工作参数，包括液面高度监测单元的数据分析与传输模块进行数据处理时采用的时间频率。
具体地说，***控制单元可通过有线连接和无线连接等方式启动声光报警器，针对异常状况实施预警或报警。
本发明的有益效果在于：本发明通过实时监测污水存储单元中的液面高度、污水收集和排放时的液体流量，实现了收集、存储和排放的过程监控，并可通过实时数据分析进行针对性的报警或预警，有助于各种复杂环境下的污水管理，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明提出的用于监控污水收集、存储和排放过程的***的结构图。
具体实施方式
如图1所示，用于监控污水收集、存储和排放过程的***，包括
污水收集单元，用于收集污水；
污水存储单元，用于储存收集到的污水，接收污水收集单元转运的污水；
排污单元，用于排出污水存储单元中储存的污水；
液面高度监测单元，固定于污水存储单元处，用于实时监测污水存储单元中的污水液面高度；
液体流量监测单元，固定于污水收集单元和排污单元处，用于实时监测污水的收集和排放情况；
数据存储与分析单元，接受和存储监测单元传输来的监测数据，进行分析，判断是否存在异常状况；若存在异常状况，则向***控制单元发送异常状况提示信号；
***控制单元，可接受数据存储与分析单元传输来的异常状况提示信号，实施预警或报警；也可接受外部指令，调整监测单元的工作参数。
所述液面高度监测单元和液体流量监测单元均包含数据采集模块、数据处理与数据传输模块；所述数据采集模块通过各种类型的传感器实时获取原始检测数据，数据处理与分析模块对数据采集模块获取的原始数据进行处理，并将处理后的数据传输至数据存储与分析单元。
所述液面高度监测单元的液面数据处理与传输模块，对于连续实时获取的原始测量数据，按照指定的时间频率拆分为多个区段，并对每个时间区段内的原始测量数据取平均值；优选地，时间频率为1分钟/次。
所述液体流量监测单元的流量数据分析与传输模块实时获取的原始测量数据，标记出液体开始排放的时间点、液体排放结束的时间点，计算出排放时间段内所有流量的总和；所述液体开始排放的时间点满足的条件为：时间点前不少于30S的连续时间内，流量为0，该时间点的实时流量大于0，该时间点后不小于30S内，每个时间点的流量均大于0.所述液体排放结束的时间点满足的条件为：时间点前不少于30S的连续时间内，每个时间点的流量均大于0，该时间点的实时流量大于0，该时间点后不小于30S内，流量为0。
所述数据存储与分析单元分析监测单元传输来的监测数据包括三种方式，具体如下：
第一种的步骤为：基于液面高度监测单元传输来的液面高度数据，实时计算其与污水存储单元最大可用高度的比值，若比值高于80％，则确定存在需要预警的异常状况。具体地说，
第二种的步骤为：
S11、基于液面高度监测单元传输来的液面高度数据，计算单位时间内污水存储单元中的第一污水净增量，具体公式为：
第一污水净增量＝Vpost–Vpre
其中，Vpost为污水存储单元在起始时间点时的污水液面高度对应的体积，Vpre为污水存储单元在终末时间点时的污水液面高度对应的体积；
基于液体流量监测单元传输来的液体流量数据，计算单位时间内污水存储单元中的第二污水净增量，具体公式为：
第二污水净增量＝Vin–Vout
其中，Vin为指定时间段内污水收集单元处监测到的流量，Vout为指定时间段内排污单元处监测到的流量；
S12、比较相同时段内的第一污水净增量和第二污水净增量的相对差异，若差异大于8％，则确定存在需要报警的异常状况。相对差异的计算公式如下：
Figure BDA0003770108990000061
其中，abs为绝对值函数，abs(x)意为对x取绝对值。
具体地说，所述数据存储与分析单元存储的液面高度数据，包括以该***的个体识别信息、污水存储单元中的液面高度数据、与前述的液面高度数据对应的监测时间点或时间段。
所述数据存储与分析单元存储的液体流量数据包括该***的个体识别信息、流量性质、流量数据、与前述流量数据对应的时间点或时间段。其中，流量性质分“污水收集”和“污水排放”两类。
所述***控制单元可调整监测单元的工作参数，包括液面高度监测单元的数据分析与传输模块进行数据处理时采用的时间频率；***控制单元可通过有线连接和无线连接等方式启动声光报警器，针对异常状况实施预警或报警。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于监控污水收集、存储和排放过程的***，其特征在于，包括
污水收集单元，用于收集污水；
污水存储单元，用于储存收集到的污水，接收污水收集单元转运的污水；
排污单元，用于排出污水存储单元中储存的污水；
液面高度监测单元，固定于污水存储单元处，用于实时监测污水存储单元中的污水液面高度；
液体流量监测单元，固定于污水收集单元和排污单元处，用于实时监测污水的收集和排放情况；
数据存储与分析单元，接受和存储监测单元传输来的监测数据，进行分析，判断是否存在异常状况；若存在异常状况，则向***控制单元发送异常状况提示信号；
***控制单元，接受数据存储与分析单元传输来的异常状况提示信号，实施预警或报警；接受外部指令，调整监测单元的工作参数。
2.根据权利要求1所述的用于监控污水收集、存储和排放过程的***，其特征在于，所述液面高度监测单元和液体流量监测单元均包含数据采集模块、数据处理与数据传输模块；所述数据采集模块通过各种类型的传感器实时获取原始检测数据，数据处理与分析模块对数据采集模块获取的原始数据进行处理，并将处理后的数据传输至数据存储与分析单元。
3.根据权利要求1或2所述的用于监控污水收集、存储和排放过程的***，其特征在于，所述液面高度监测单元的液面数据处理与传输模块，对于连续实时获取的原始测量数据，按照指定的时间频率拆分为多个区段，并对每个时间区段内的原始测量数据取平均值。
4.根据权利要求1或2所述的用于监控污水收集、存储和排放过程的***，其特征在于，所述液体流量监测单元的流量数据分析与传输模块实时获取的原始测量数据，标记出液体开始排放的时间点、液体排放结束的时间点，计算出排放时间段内所有流量的总和。
5.根据权利要求1所述的用于监控污水收集、存储和排放过程的***，其特征在于，所述数据存储与分析单元分析监测单元传输来的监测数据的步骤为：基于液面高度监测单元传输来的液面高度数据，实时计算其与污水存储单元最大可用高度的比值，若比值高于80％，则确定存在需要预警的异常状况。
6.根据权利要求1所述的用于监控污水收集、存储和排放过程的***，其特征在于，所述数据存储与分析单元分析监测单元传输来的监测数据的步骤为：
S11、基于液面高度监测单元传输来的液面高度数据，计算单位时间内污水存储单元中的第一污水净增量，具体公式为：
第一污水净增量＝Vpost–Vpre
其中，Vpost为污水存储单元在起始时间点时的污水液面高度对应的体积，Vpre为污水存储单元在终末时间点时的污水液面高度对应的体积；
基于液体流量监测单元传输来的液体流量数据，计算单位时间内污水存储单元中的第二污水净增量，具体公式为：
第二污水净增量＝Vin–Vout
其中，Vin为指定时间段内污水收集单元处监测到的流量，Vout为指定时间段内排污单元处监测到的流量；
S12、比较相同时段内的第一污水净增量和第二污水净增量的相对差异，若差异大于8％，则确定存在需要报警的异常状况；相对差异的计算公式如下：
Figure FDA0003770108980000021
其中，abs为绝对值函数，abs(x)意为对x取绝对值。
7.根据权利要求1所述的用于监控污水收集、存储和排放过程的***，其特征在于，所述数据存储与分析单元存储的液面高度数据，包括以该***的个体识别信息、污水存储单元中的液面高度数据、与前述的液面高度数据对应的监测时间点或时间段。
8.根据权利要求1中所述的用于监控污水收集、存储和排放过程的***，其特征在于，所述数据存储与分析单元存储的液体流量数据包括该***的个体识别信息、流量性质、流量数据、与前述流量数据对应的时间点或时间段；其中，流量性质分“污水收集”和“污水排放”两类。
9.根据权利要求1中所述的用于监控污水收集、存储和排放过程的***，其特征在于，所述***控制单元调整监测单元的工作参数，包括液面高度监测单元的数据分析与传输模块进行数据处理时采用的时间频率。
10.根据权利要求9中所述的用于监控污水收集、存储和排放过程的***，其特征在于，***控制单元可通过有线连接和无线连接等方式启动声光报警器，针对异常状况实施预警或报警。
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