本發(fā)明屬于污水處理,具體為一種用于污水處理的陶瓷膜高效過(guò)濾方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、作為污水處理領(lǐng)域的重要技術(shù)之一,陶瓷膜因其優(yōu)異的過(guò)濾性能、耐化學(xué)腐蝕性以及機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn),在工業(yè)廢水處理、市政污水處理及回用水處理中得到了廣泛應(yīng)用。陶瓷膜能夠有效去除污水中的懸浮顆粒、有機(jī)物、微生物等污染物,從而實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的高效凈化。然而,盡管陶瓷膜在污水處理中表現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì),現(xiàn)有的陶瓷膜過(guò)濾方法及系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中仍存在諸多不足,尤其是在在線清洗能力、抗污染性能以及系統(tǒng)集成度方面的問(wèn)題,嚴(yán)重影響了其長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益。
2、現(xiàn)有技術(shù)中,公開(kāi)號(hào)為cn110038339b的專利文獻(xiàn)提出了一種陶瓷膜過(guò)濾器,該裝置通過(guò)在罐體內(nèi)設(shè)置多個(gè)陶瓷膜過(guò)濾管,并利用加固盤(pán)上的彈簧和弧形塊對(duì)陶瓷膜過(guò)濾管進(jìn)行支撐和保護(hù),顯著提高了陶瓷膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。然而,該技術(shù)方案在清洗維護(hù)方面存在明顯缺陷。具體而言,陶瓷膜過(guò)濾管的清洗主要依賴于手動(dòng)拆卸和外部清洗的方式,這種清洗方式不僅效率低下,而且操作復(fù)雜,難以滿足現(xiàn)代污水處理系統(tǒng)對(duì)高效維護(hù)的需求。此外,該方案未充分考慮陶瓷膜在長(zhǎng)期運(yùn)行中的抗污染能力,容易導(dǎo)致膜通量下降較快,進(jìn)而影響整體過(guò)濾效率。這種缺陷在高負(fù)荷運(yùn)行條件下尤為突出,使得系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性受到限制。
3、另一項(xiàng)相關(guān)技術(shù)為公開(kāi)號(hào)為cn113368698b的專利文獻(xiàn),該專利提出了一種碳化硅陶瓷膜過(guò)濾裝置。該技術(shù)通過(guò)設(shè)置第一水壓傳感器和第二水壓傳感器,結(jié)合死端過(guò)濾與錯(cuò)流過(guò)濾的切換機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了陶瓷膜的自動(dòng)清洗和雜質(zhì)回收功能。相比于傳統(tǒng)的手動(dòng)清洗方式,該技術(shù)在一定程度上提升了清洗的自動(dòng)化水平。然而,該方案仍然存在一些不足之處。首先,錯(cuò)流過(guò)濾的切換依賴于水壓傳感器的信號(hào)反饋,這種機(jī)制可能導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),無(wú)法及時(shí)應(yīng)對(duì)突發(fā)的膜污染情況。其次,該方案的清洗過(guò)程需要額外配置除雜設(shè)備和回流設(shè)備,這不僅增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性,還顯著提高了運(yùn)行成本,不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。此外,該技術(shù)在抗污染性能方面的優(yōu)化程度有限,未能從根本上解決陶瓷膜在長(zhǎng)期運(yùn)行中易受污染的問(wèn)題,從而限制了其在高污染負(fù)載條件下的適用性。
4、上述問(wèn)題表明,現(xiàn)有的陶瓷膜過(guò)濾方法及系統(tǒng)在以下幾個(gè)方面仍有待改進(jìn):一是在線清洗能力不足,現(xiàn)有技術(shù)大多依賴于復(fù)雜的外部清洗或響應(yīng)較慢的自動(dòng)化清洗機(jī)制,難以滿足高效、便捷的清洗需求;二是抗污染性能有待提升,現(xiàn)有技術(shù)在防止膜表面污染、延緩膜通量下降等方面缺乏有效的解決方案;三是系統(tǒng)集成度較低,部分技術(shù)方案需要額外配置多種輔助設(shè)備,導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜性和運(yùn)行成本增加,限制了其在實(shí)際工程中的廣泛應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種用于污水處理的陶瓷膜高效過(guò)濾方法及系統(tǒng),其主要目的在于通過(guò)優(yōu)化陶瓷膜的在線清洗機(jī)制、抗污染能力和系統(tǒng)集成度,顯著提升污水處理效率和經(jīng)濟(jì)效益。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的一種用于污水處理的陶瓷膜高效過(guò)濾方法,包括:
3、確認(rèn)陶瓷膜過(guò)濾環(huán)境,其中,所述陶瓷膜過(guò)濾環(huán)境包括:陶瓷膜組件、自清洗單元及輔助處理設(shè)備;
4、基于陶瓷膜過(guò)濾環(huán)境接收待處理污水集,根據(jù)待處理污水集獲取待檢測(cè)樣本,利用預(yù)構(gòu)建的水質(zhì)分析單元識(shí)別所述待檢測(cè)樣本,得到污水特性;
5、獲取陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù),將污水特性導(dǎo)入至陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)后,得到污水特性對(duì)應(yīng)的多個(gè)運(yùn)行參數(shù);
6、從多個(gè)運(yùn)行參數(shù)中提取清洗參數(shù),并將清洗參數(shù)導(dǎo)入至自清洗單元中,基于導(dǎo)入清洗參數(shù)后的自清洗單元對(duì)陶瓷膜組件執(zhí)行在線清洗操作,得到清洗后的陶瓷膜組件;
7、將去除清洗參數(shù)后的多個(gè)運(yùn)行參數(shù)導(dǎo)入至輔助處理設(shè)備中,得到啟動(dòng)輔助處理設(shè)備,將清洗后的陶瓷膜組件與啟動(dòng)輔助處理設(shè)備協(xié)同運(yùn)行并對(duì)待處理污水集執(zhí)行過(guò)濾操作,得到凈化后污水,基于凈化后污水完成基于陶瓷膜高效過(guò)濾的污水處理。
8、可選地,所述獲取陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)之前,還包括:
9、獲取目標(biāo)壓力序列,從目標(biāo)壓力序列中依次提取目標(biāo)壓力,并對(duì)所提取的目標(biāo)壓力均執(zhí)行如下操作:
10、基于所提取的目標(biāo)壓力及預(yù)構(gòu)建的模擬污水獲取初始污水樣本,在初始污水樣本中加入預(yù)設(shè)濃度的污染物后,得到待測(cè)污水樣本,等分所述待測(cè)污水樣本,得到多個(gè)單位污水樣本;
11、對(duì)多個(gè)單位污水樣本中的單位污水樣本均執(zhí)行如下操作:
12、從預(yù)設(shè)的流量梯度序列中提取目標(biāo)流量,將單位污水樣本導(dǎo)入至陶瓷膜組件后,利用目標(biāo)流量及預(yù)設(shè)的過(guò)濾時(shí)長(zhǎng)啟動(dòng)陶瓷膜組件,利用啟動(dòng)后的陶瓷膜組件對(duì)陶瓷膜組件中的單位污水樣本執(zhí)行過(guò)濾操作,并靜置過(guò)濾后的單位污水樣本,得到靜置分層樣本,并從靜置分層樣本中提取濾液樣本;
13、利用預(yù)構(gòu)建的濁度檢測(cè)方法檢測(cè)濾液樣本的濾液濁度,基于濾液濁度構(gòu)建單位實(shí)驗(yàn)參數(shù),其中,單位實(shí)驗(yàn)參數(shù)包括:濾液濁度、目標(biāo)流量、過(guò)濾時(shí)長(zhǎng)及目標(biāo)壓力;
14、匯總單位實(shí)驗(yàn)參數(shù),得到單位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集;
15、基于單位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集確認(rèn)出初始污水樣本對(duì)應(yīng)的清洗參數(shù)。
16、可選地,所述利用預(yù)構(gòu)建的濁度檢測(cè)方法檢測(cè)濾液樣本的濾液濁度,包括:
17、獲取初始濁度測(cè)量?jī)x,利用預(yù)構(gòu)建的校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)初始濁度測(cè)量?jī)x,得到校準(zhǔn)濁度測(cè)量?jī)x;
18、將預(yù)構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)溶液導(dǎo)入至校準(zhǔn)濁度測(cè)量?jī)x中,并對(duì)導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)溶液后的校準(zhǔn)濁度測(cè)量?jī)x執(zhí)行恒溫穩(wěn)定操作,得到穩(wěn)定測(cè)量?jī)x,利用預(yù)構(gòu)建的視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拍攝穩(wěn)定測(cè)量?jī)x,得到初始測(cè)量圖像,其中,初始測(cè)量圖像中包括設(shè)于穩(wěn)定測(cè)量?jī)x上的校準(zhǔn)刻度線;
19、對(duì)初始測(cè)量圖像執(zhí)行預(yù)處理操作后,得到二值測(cè)量圖像,從二值測(cè)量圖像中識(shí)別出標(biāo)準(zhǔn)溶液的液面邊界,得到邊界刻度線,基于邊界刻度線從校準(zhǔn)刻度線中提取第一參考線及第二參考線,其中,所述預(yù)處理操作包括:降噪、灰度化及二值化;
20、利用預(yù)構(gòu)建的估算方法、第一參考線及第二參考線估算出起始數(shù)值;
21、稱量所述濾液樣本,得到濾液質(zhì)量,將稱量后的濾液樣本導(dǎo)入至穩(wěn)定測(cè)量?jī)x中,對(duì)導(dǎo)入濾液樣本后的穩(wěn)定測(cè)量?jī)x執(zhí)行超聲分散及恒溫穩(wěn)定操作,得到待測(cè)測(cè)量?jī)x,其中,預(yù)設(shè)了分散功率、分散時(shí)長(zhǎng)、恒溫穩(wěn)定時(shí)長(zhǎng)及恒溫穩(wěn)定溫度;
22、利用視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拍攝待測(cè)測(cè)量?jī)x,得到待測(cè)圖像,利用估算方法及待測(cè)圖像計(jì)算出待測(cè)測(cè)量?jī)x的測(cè)量數(shù)值;
23、基于起始數(shù)值、測(cè)量數(shù)值及濾液質(zhì)量計(jì)算出濾液濁度。
24、可選地,所述利用預(yù)構(gòu)建的估算方法、第一參考線及第二參考線估算出起始數(shù)值,包括:
25、根據(jù)第一參考線及第二參考線獲取估測(cè)區(qū)域,利用預(yù)設(shè)的精度劃分所述估測(cè)區(qū)域,得到單位估測(cè)序列,其中,所述單位估測(cè)序列包括多個(gè)單位估測(cè)刻度;
26、從單位估測(cè)序列中依次提取單位估測(cè)刻度,并計(jì)算所提取的單位估測(cè)刻度與邊界刻度線之間的歐氏距離,匯總歐式距離,得到歐式距離集,從歐式距離集中提取最小的歐式距離,并確認(rèn)出最小的歐式距離對(duì)應(yīng)的單位估測(cè)刻度,得到起始數(shù)值。
27、可選地,所述基于單位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集確認(rèn)出初始污水樣本對(duì)應(yīng)的清洗參數(shù),包括:
28、從單位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集中依次提取單位實(shí)驗(yàn)參數(shù),并基于所提取的單位實(shí)驗(yàn)參數(shù)構(gòu)建參數(shù)矩陣,其中,所述參數(shù)矩陣為:
29、其中,表示參數(shù)矩陣,表示單位實(shí)驗(yàn)參數(shù)中的第指標(biāo)類型對(duì)應(yīng)的參數(shù),表示單位實(shí)驗(yàn)參數(shù)中的第指標(biāo)類型對(duì)應(yīng)的參數(shù),表示第指標(biāo)類型;
30、匯總并拼接參數(shù)矩陣,得到單位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集對(duì)應(yīng)的評(píng)估矩陣,從評(píng)估矩陣中依次提取列向量,得到指標(biāo)列向量,對(duì)所提取的指標(biāo)列向量執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化操作,得到標(biāo)準(zhǔn)列向量,匯總并拼接標(biāo)準(zhǔn)列向量,得到標(biāo)準(zhǔn)矩陣;
31、基于標(biāo)準(zhǔn)矩陣計(jì)算多個(gè)指標(biāo)類型中的每一個(gè)指標(biāo)類型對(duì)應(yīng)的權(quán)重,得到多個(gè)指標(biāo)類型權(quán)重;
32、基于多個(gè)指標(biāo)類型權(quán)重構(gòu)建評(píng)估公式,利用評(píng)估公式計(jì)算單位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集中的所有單位實(shí)驗(yàn)參數(shù)的評(píng)估分?jǐn)?shù),匯總評(píng)估分?jǐn)?shù),得到評(píng)估分?jǐn)?shù)集,其中,評(píng)估分?jǐn)?shù)集中包括多個(gè)評(píng)估分?jǐn)?shù),且評(píng)估分?jǐn)?shù)與單位實(shí)驗(yàn)參數(shù)一一對(duì)應(yīng);
33、從評(píng)估分?jǐn)?shù)集中提取最高評(píng)估分?jǐn)?shù),并確認(rèn)出最高評(píng)估分?jǐn)?shù)對(duì)應(yīng)的單位實(shí)驗(yàn)參數(shù),得到清洗參數(shù)。
34、可選地,所述獲取陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù),包括:
35、獲取多個(gè)污水類型及多個(gè)處理類目,其中,所述多個(gè)處理類目包括:過(guò)濾、反洗、化學(xué)清洗、物理清洗、沉淀、吸附、氧化、還原及分離;
36、利用預(yù)構(gòu)建的數(shù)值化方法對(duì)所述多個(gè)處理類目均執(zhí)行數(shù)值化操作,得到多個(gè)數(shù)值化類目,從多個(gè)數(shù)值化類目中提取第一值集、第二值集及其他值集;
37、從所述第一值集中遞歸出一個(gè)或多個(gè)第一代表值,并在預(yù)構(gòu)建的第一序列中標(biāo)識(shí)所述一個(gè)或多個(gè)第一代表值,得到標(biāo)識(shí)第一序列;
38、從第二值集中遞歸出一個(gè)或多個(gè)第二代表值,并在預(yù)構(gòu)建的第二序列中標(biāo)識(shí)所述一個(gè)或多個(gè)第二代表值,得到標(biāo)識(shí)第二序列;
39、從其他值集中依次提取其他值,并基于所提取的其他值構(gòu)建其他值對(duì),其中,其他值對(duì)包括其他值及存儲(chǔ)數(shù)據(jù),存儲(chǔ)數(shù)據(jù)預(yù)設(shè)為0,匯總其他值對(duì),得到其他值對(duì)集;
40、利用標(biāo)識(shí)第一序列、標(biāo)識(shí)第二序列、其他值對(duì)集及所述多個(gè)污水類型構(gòu)建陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)。
41、可選地,所述利用標(biāo)識(shí)第一序列、標(biāo)識(shí)第二序列、其他值對(duì)集及所述多個(gè)污水類型構(gòu)建陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù),包括:
42、從所述多個(gè)污水類型中依次提取污水類型,得到目標(biāo)污水類型,對(duì)目標(biāo)污水類型均執(zhí)行如下操作:
43、獲取目標(biāo)污水類型對(duì)應(yīng)的多個(gè)處理流程,其中,所述多個(gè)處理流程包括在所述多個(gè)處理類目中;
44、從多個(gè)處理流程中依次提取處理流程,并對(duì)所提取的處理流程執(zhí)行如下操作:
45、識(shí)別出所提取的處理流程對(duì)應(yīng)的第一值、第二值及處理其他值,在標(biāo)識(shí)第一序列中識(shí)別出并標(biāo)識(shí)所述第一值,得到第一值對(duì)應(yīng)的第一位點(diǎn),在標(biāo)識(shí)第二序列中識(shí)別并標(biāo)識(shí)所述第二值,得到第二值對(duì)應(yīng)的第二位點(diǎn),在其他值集對(duì)中識(shí)別并標(biāo)識(shí)處理其他值對(duì)應(yīng)的其他值對(duì),得到第三位點(diǎn),依次連接第一位點(diǎn)、第二位點(diǎn)及第三位點(diǎn),得到所提取的處理流程對(duì)應(yīng)的初始路徑;
46、獲取目標(biāo)污水類型在所提取的處理流程中對(duì)應(yīng)的處理參數(shù),并利用所述處理參數(shù)更新第三位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù),基于更新后的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)更新所述初始路徑,得到單位路徑;
47、匯總目標(biāo)污水類型對(duì)應(yīng)的單位路徑,得到目標(biāo)污水類型對(duì)應(yīng)的單位陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù);
48、匯總單位陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù),得到多個(gè)目標(biāo)污水類型對(duì)應(yīng)的陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)。
49、為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明還提供一種用于污水處理的陶瓷膜高效過(guò)濾系統(tǒng),包括:
50、污水特性獲取模塊,用于確認(rèn)陶瓷膜過(guò)濾環(huán)境,其中,所述陶瓷膜過(guò)濾環(huán)境包括:陶瓷膜組件、自清洗單元及輔助處理設(shè)備,基于陶瓷膜過(guò)濾環(huán)境接收待處理污水集,根據(jù)待處理污水集獲取待檢測(cè)樣本,利用預(yù)構(gòu)建的水質(zhì)分析單元識(shí)別所述待檢測(cè)樣本,得到污水特性;
51、運(yùn)行參數(shù)模塊,用于獲取陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù),將污水特性導(dǎo)入至陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)后,得到污水特性對(duì)應(yīng)的多個(gè)運(yùn)行參數(shù);
52、清洗陶瓷膜獲取模塊,用于從多個(gè)運(yùn)行參數(shù)中提取清洗參數(shù),并將清洗參數(shù)導(dǎo)入至自清洗單元中,基于導(dǎo)入清洗參數(shù)后的自清洗單元對(duì)陶瓷膜組件執(zhí)行在線清洗操作,得到清洗后的陶瓷膜組件;
53、輔助處理設(shè)備獲取模塊,用于將去除清洗參數(shù)后的多個(gè)運(yùn)行參數(shù)導(dǎo)入至輔助處理設(shè)備中,得到啟動(dòng)輔助處理設(shè)備,將清洗后的陶瓷膜組件與啟動(dòng)輔助處理設(shè)備協(xié)同運(yùn)行并對(duì)待處理污水集執(zhí)行過(guò)濾操作,得到凈化后污水,基于凈化后污水完成基于陶瓷膜高效過(guò)濾的污水處理。
54、為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備,所述電子設(shè)備包括:
55、存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)至少一個(gè)指令;及處理器,執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的指令以實(shí)現(xiàn)上述所述的用于污水處理的陶瓷膜高效過(guò)濾方法。
56、為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存儲(chǔ)有至少一個(gè)指令,所述至少一個(gè)指令被電子設(shè)備中的處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)上述所述的用于污水處理的陶瓷膜高效過(guò)濾方法。
57、本發(fā)明為解決背景技術(shù)所述問(wèn)題,本發(fā)明確認(rèn)陶瓷膜過(guò)濾環(huán)境,其中,所述陶瓷膜過(guò)濾環(huán)境包括:陶瓷膜組件、自清洗單元及輔助處理設(shè)備,基于陶瓷膜過(guò)濾環(huán)境接收待處理污水集,根據(jù)待處理污水集獲取待檢測(cè)樣本,利用預(yù)構(gòu)建的水質(zhì)分析單元識(shí)別所述待檢測(cè)樣本,得到污水特性,不同的污水特性在實(shí)際污水處理過(guò)程中對(duì)應(yīng)的處理流程不同,因此需要確認(rèn)出污水的特性。獲取陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù),將污水特性導(dǎo)入至陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)后,得到污水特性對(duì)應(yīng)的多個(gè)運(yùn)行參數(shù),從多個(gè)運(yùn)行參數(shù)中提取清洗參數(shù),并將清洗參數(shù)導(dǎo)入至自清洗單元中,基于導(dǎo)入清洗參數(shù)后的自清洗單元對(duì)陶瓷膜組件執(zhí)行在線清洗操作,得到清洗后的陶瓷膜組件,無(wú)論污水特性是何種類型,經(jīng)過(guò)陶瓷膜組件過(guò)濾后都需要進(jìn)行在線清洗,但是由于污水特性不同,因此對(duì)應(yīng)的清洗參數(shù)不同,同一種類的污水特性根據(jù)預(yù)先設(shè)定的清洗參數(shù)中進(jìn)行清洗能夠有效提升陶瓷膜的抗污染能力,從而延長(zhǎng)陶瓷膜的使用壽命。將去除清洗參數(shù)后的多個(gè)運(yùn)行參數(shù)導(dǎo)入至輔助處理設(shè)備中,得到啟動(dòng)輔助處理設(shè)備,將清洗后的陶瓷膜組件與啟動(dòng)輔助處理設(shè)備協(xié)同運(yùn)行并對(duì)待處理污水集執(zhí)行過(guò)濾操作,得到凈化后污水,基于凈化后污水完成基于陶瓷膜高效過(guò)濾的污水處理。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)目標(biāo)污水特性的處理流程和處理流程對(duì)應(yīng)的處理參數(shù)進(jìn)行確認(rèn),并存儲(chǔ)在陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)中,從而實(shí)現(xiàn)在接收大批量同樣的污水時(shí),能夠從陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用處對(duì)應(yīng)的處理流程,進(jìn)而能夠適應(yīng)不同的目標(biāo)污水特性的處理操作。因此,本發(fā)明可根據(jù)預(yù)先進(jìn)行的處理試驗(yàn)從陶瓷膜運(yùn)行數(shù)據(jù)庫(kù)確認(rèn)出目標(biāo)污水特性對(duì)應(yīng)的多個(gè)處理流程及每一個(gè)處理流程對(duì)應(yīng)的最優(yōu)處理參數(shù)。