[发明专利]用于动态管理废水处理过程以优化功耗的方法和系统

说明书

本公开涉及用于动态管理废水处理厂中的废水处理过程的方法和系统。从各种数据源收集与水处理过程相关的操作数据，并使用所述操作数据在各个级别识别操作参数。分别基于历史和实时操作数据和实时操作数据识别操作参数的历史和实时阈值。在各个级别计算操作参数对水处理过程的重要程度。此外，基于重要程度、历史和实时阈值来识别指示操作数据的最佳范围的多个拐点。最后，基于拐点对水处理过程进行优化，从而优化所述水处理厂的功耗。上述方法使得能够大规模管理水处理过程，而无需实际访问水处理厂，从而减少了对专业知识和熟练资源的依赖。

技术领域

本发明的主题总体上涉及废水处理过程，更具体地而非排他地涉及用于动态管理废水处理过程以优化功耗的方法和系统。

发明背景

废水在废水处理厂处理，其中包括各种物理、化学和生物处理过程，根据污染物的类型和程度进行清理。然而，由于与废水处理厂涉及的过程相关的参数的动态变动，所以这些过程是复杂的。例如，诸如流入物的体积、流出物的体积、水的生物化学需氧量(BOD)水平、水在处理厂的停留时间等各种过程参数经受不断变化，因此需要在处理过程的每个部分相对于标准输出质量基准和/或标准操作程序(SOP)对其进行监测和控制。此外，处理过程中涉及的操作可以基于诸如流入体积和废水质量的各种关键参数而变动，这又导致其它参数值的增大/减小。

此外，处理过程中涉及的操作可能因处理过程中使用的设备的反应性控制、操作者的手动干预、多个参数的相关性的缺乏以及实施性质和控制理念而有所不同。废水处理厂的这些变动会导致能源/电力的巨大浪费、资产和/或设备的恶化、处理厂设备的运行和维护成本的增加。

动态管理废水处理厂中的废水处理过程期间主要面临的挑战包括计算每个操作参数的影响程度，并识别操作每个操作参数以便优化废水处理厂的功耗的最佳操作范围。

发明概述

本公开涉及一种动态管理废水处理厂中的废水处理过程的方法。该方法包括通过废水处理系统从一个或多个数据源收集操作数据。基于操作数据在一个或多个级别识别一个或多个操作参数。该一个或多个操作参数用于管理一个或多个废水处理过程。基于与所述一个或多个操作参数中的每一个相关联的历史操作数据，在所述一个或多个级别识别一个或多个操作参数中的每一个的一个或多个历史阈值。此外，基于与一个或多个操作参数中的每一个相关联的历史操作数据，在一个或多个级别计算一个或多个操作参数中的每一个的一个或多个影响程度。在计算一个或多个影响程度后，基于与一个或多个操作参数中的每一个相关的实时操作数据、历史阈值和自由程度中的至少一个确定一个或多个操作参数中的每一个的一个或多个实时阈值。此外，基于一个或多个历史阈值、一个或多个实时阈值和一个或多个重要程度识别一个或多个操作参数中的每一个的一个或多个拐点。最后，基于一个或多个拐点优化一个或多个控制机制，从而优化废水处理厂的功耗。

此外，本公开涉及一种用于动态管理废水处理厂中的废水处理过程的废水处理系统。该废水处理系统包括处理器和通信地耦合到处理器的存储器，其中存储器存储处理器可执行指令，所述指令在执行时使得处理器从一个或多个数据源收集操作数据。处理器基于操作数据在一个或多个级别识别一个或多个操作参数。该一个或多个操作参数用于管理一个或多个废水处理过程。然后，处理器基于与一个或多个操作参数中的每一个相关联的历史操作数据在一个或多个级别识别一个或多个操作参数中的每一个的一个或多个历史阈值。基于与一个或多个操作参数中的每一个相关联的历史操作数据，在一个或多个级别计算一个或多个操作参数中的每一个的一个或多个影响程度。在计算一个或多个影响程度后，处理器基于与一个或多个操作参数中的每一个相关的实时操作数据、历史阈值和自由程度中的至少一个确定一个或多个操作参数中的每一个的一个或多个实时阈值。然后，处理器基于一个或多个历史阈值、一个或多个实时阈值和一个或多个重要程度识别一个或多个操作参数中的每一个的一个或多个拐点。最后，处理器基于一个或多个拐点优化一个或多个控制机制，从而优化废水处理厂的功耗。