一种基于物联网的污泥处理进度实时管理系统

技术领域

本发明涉及污泥处理监测管理技术领域，具体而言，涉及一种基于物联网的污泥处理进度实时管理系统。

背景技术

随着城市化和工业化的飞速发展，城市污水处理厂面临越来越多的污泥处理问题。污泥是在污水处理过程中产生的含有有机物和无机盐的混合物，需要通过消化、脱水和烘干等环节进行处理，旨在控制其体积、水分含量和有机质含量，为后续污泥处置提供更好的条件，对环境保护和资源利用具有重要意义。然而，污泥处理过程相对繁琐且昂贵，为了有效保障污泥处理的质量和效率，实时管理污泥处理进度变得尤为重要。

针对污泥处理进度实施管理的现有技术已摒弃传统污泥处理管理方式监测不及时和数据不准确的缺点，实现现有污泥处理进度监管要求，但仍存在一定的局限性，其具体表现在：1、现有技术多通过监测各批污泥在各处理环节的处理时长以评定污泥进度异常情况，虽监测相对细致，但因各批污泥初始的含水率、有机物含量以及干固含量均不相同，导致各批污泥在各处理环节的处理时长合理度分析数据庞大且计算繁杂，需要耗费大量的精力，进而给污泥进度管理带来困扰。

2、现有技术在污泥处理进度延误时针对处理环节调整的分析缺乏细致性和科学性。一方面，现有技术更加重视根据处理时长来评定各处理环节的调整需求，但忽略了对污泥处理质量的分析考虑，未能充分理解污泥处理进度延误的本质是为了保障污泥处理质量，进而导致处理环节调整需求评定结果往往缺乏可靠性和精准性。

另一方面，现有技术在需调整的处理环节对应机械工作调整档位方面缺乏细致性分析。通常情况下，现有技术只向工作人员发出调整环节的预警，而没有提供支持调整决策的相关数据，使得处理环节的调整往往依赖于工作人员的主观判断，导致调整效果不佳或过度调整。这就使得污泥处理进度管理不善，对后续的污泥合理处置产生不利影响，同时也影响了环境保护工作的进行。

发明内容

为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种基于物联网的污泥处理进度实时管理系统,能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于物联网的污泥处理进度实时管理系统，包括：污泥额定处理周期获取模块，用于获取城市污水处理厂中目标沉淀池内污泥的额定处理周期和开始处理时间点。

污泥批次划分模块，用于根据设定湿重对城市污水处理厂中目标沉淀池内的污泥进行批次划分，得到各批目标污泥。

污泥处理进度分析模块，用于监测额定处理周期内各设定时间点的已处理完成的各批目标污泥，获取额定处理周期内进度异常时间点。

污泥处理环节信息获取模块，用于获取额定处理周期内进度异常时间点与其前一设定时间点间的工作时间段内进行处理的各批目标污泥，记为各批指定污泥，获取各处理环节处理指定污泥的相关信息。

污泥处理环节调整需求分析模块，用于根据各处理环节处理指定污泥相关信息，分析各处理环节的调整需求度。

污泥处理环节调整顺序排列模块，用于根据调整需求度大小对各处理环节进行调整优先级顺序排列，对调整优先级顺序排列第一的处理环节对应机械的工作档位进行调整。

污泥处理环节调整成效判定模块，用于判定调整完成后对污泥处理进度的推进是否有效，并进行反馈。

云数据库，用于存储城镇污水处理厂污泥处理技术规范规定的污泥消化、脱水和烘干环节的标准时长范围、污泥消化后的有机物合理去除阈值和PH合理范围值、污泥脱水后的含水率阈值和干固含量阈值、污泥烘干后的含水率阈值。

优选地，所述获取额定处理周期内进度异常时间点，包括：获取额定处理周期的工作时长以及额定处理周期内各设定时间点与污泥开始处理时间点的间隔工作时长，分别记为

优选地，所述各处理环节包括消化环节、脱水环节和烘干环节。

所述消化环节处理指定污泥相关信息包括污泥消化器的工作档位和单次运行额定时长、各批指定污泥的消化时长、消化后的有机物含量和PH值。

所述脱水环节处理指定污泥相关信息包括离心式机械脱水机的工作档位和单次运行额定时长、各批指定污泥的脱水时长、脱水后的含水率和干固含量。

所述烘干环节处理指定污泥相关信息包括烘干机的工作档位和单次运行额定时长、各批指定污泥的烘干时长和烘干后的含水率。

优选地，所述污泥处理环节调整需求分析模块包括污泥消化环节调整需求分析单元、污泥脱水环节调整需求分析单元和污泥烘干环节调整需求分析单元。

所述污泥消化环节调整需求分析单元，用于根据消化环节处理指定污泥相关信息，分析消化环节的调整需求度。

所述污泥脱水环节调整需求分析单元，用于根据脱水环节处理指定污泥相关信息，分析脱水环节的调整需求度。

所述污泥烘干环节调整需求分析单元，用于根据烘干环节处理指定污泥相关信息，分析烘干环节的调整需求度。

优选地，所述污泥消化环节调整需求分析单元的具体分析过程为：从云数据库中提取城镇污水处理厂污泥处理技术规范规定的污泥消化、脱水和烘干处理的标准时长范围，获取污泥消化、脱水和烘干处理时长设置权重，分别记为

获取各批指定污泥初始有机物含量

由公式

优选地，上述单批指定污泥的修正消化时长的获取方法为：提取额定处理周期内进度异常时间点已处理完成的各批目标污泥，筛除其中的各批指定污泥，将剩余已处理完成的各批目标污泥记为各批参照污泥，获取各批参照污泥的消化时长

优选地，所述污泥脱水环节调整需求分析单元，其具体分析过程为：由公式

从云数据库中提取城镇污水处理厂污泥处理技术规范规定的污泥脱水后的含水率阈值

由公式

优选地，所述污泥烘干环节调整需求分析单元，其具体分析过程为：由公式

从云数据库中提取城镇污水处理厂污泥处理技术规范规定的污泥烘干后的含水率阈值

由公式

优选地，所述对调整优先级顺序排列第一的处理环节对应机械的工作档位进行调整，包括：若调整优先级顺序排列第一的处理环节为消化环节，从各批指定污泥中筛选出消化时长不合格的各批指定污泥，记为各批消化异常污泥，根据各批消化异常污泥的消化质量评估系数，将其分别与预设的污泥消化质量评估系数合理阈值进行比对，进一步将各批消化异常污泥筛分为各批质量过关消化异常污泥和各批质量不过关消化异常污泥，分别统计各自批次数量，记为

同理，若调整优先级顺序排列第一的处理环节为脱水环节，获取离心式机械脱水机的工作调整档位，据此对脱水环节对应离心式机械脱水机的工作档位进行调整。

若调整优先级顺序排列第一的处理环节为烘干环节，获取烘干机的工作调整档位，据此对烘干环节对应烘干机的工作档位进行调整。

优选地，所述判定调整完成后对污泥处理进度的推进是否有效，包括：监测调整完成后额定处理周期内进度异常时间点后一设定时间点的已处理完成的各批目标污泥,同上述额定处理周期内各设定时间点的处理进度达标系数计算方法一致，获取额定处理周期内进度异常时间点后相邻设定时间点的处理进度达标系数，将其与设定值进行比较，若其大于或等于设定值，则判定调整完成后对污泥处理进度的推进有效，反之则判定无成效。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：（1）本发明通过分析额定处理周期内各设定时间点的处理进度达标系数，准确识别额定处理周期内进度异常的时间点，针对进度异常时间点与其前相邻设定时间点之间的工作时间段内的各批目标污泥进行后续的污泥进度管理，摒弃了现有技术中对各批目标污泥处理时长合理度的复杂计算，从而节省了大量精力，对于污泥处理进度管理具有明显的优势。

（2）本发明通过从各处理环节的污泥处理时长和污泥处理质量两个角度综合评估各处理环节的调整需求度，充分考虑到处理环节污泥处理质量对于污泥进度管理的重要意义，使得处理环节的调整需求评定更加科学、准确和可靠。

（3）本发明通过根据调整需求度大小对各处理环节进行调整优先级顺序排列，对调整优先级顺序排列第一的处理环节对应机械的工作档位进行调整，不仅避免所有处理环节对应机械档位调整带来的资源浪费问题，还结合各批指定污泥调整优先级顺序排列第一的处理环节内的质量过关占比情况，实现调整的合理化和最有效化，进而提供更加明确和准确的调整决策。

（4）本发明通过判定调整完成后对污泥处理进度的推进是否有效，及时进行反馈工作，及时了解处理进度调整的效果，并根据反馈结果进行进一步的优化和改进，进而有效地提高污泥处理进度的控制和管理水平，保证处理质量，避免进度延误对后续工作的影响。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的模块连接示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

参照图1所示，本发明提供一种基于物联网的污泥处理进度实时管理系统，包括：污泥额定处理周期获取模块、污泥批次划分模块、污泥处理进度分析模块、污泥处理环节信息获取模块、污泥处理环节调整需求分析模块、污泥处理环节调整顺序排列模块、污泥处理环节调整成效判定模块和云数据库。

所述污泥额定处理周期获取模块与污泥批次划分模块连接，所述污泥批次划分模块与污泥处理进度分析模块连接，所述污泥处理进度分析模块与污泥处理环节信息获取模块连接，所述污泥处理环节信息获取模块与污泥处理环节调整需求分析模块连接，所述污泥处理环节调整需求分析模块与污泥处理环节调整顺序排列模块连接，所述污泥处理环节调整顺序排列模块与污泥处理环节调整成效判定模块连接，所述云数据库与污泥处理环节调整需求分析模块连接。

所述污泥额定处理周期获取模块，用于获取城市污水处理厂中目标沉淀池内污泥的额定处理周期和开始处理时间点。

需要说明的是，上述城市污水处理厂中目标沉淀池内污泥的额定处理周期和开始处理时间点是通过城市污水处理厂工作设计方案中提取得到的。

所述污泥批次划分模块，用于根据设定湿重对城市污水处理厂中目标沉淀池内的污泥进行批次划分，得到各批目标污泥。

需要说明的是，上述根据设定湿重对城市污水处理厂中目标沉淀池内的污泥进行批次划分的具体过程为：获取城市污水处理厂沉淀槽最大可承受污泥湿重以及污泥消化器、离心式机械脱水机、烘干机的单次运行最大可处理污泥湿重，筛选其中最小值作为设定湿重，按照设定湿重使用污泥泵将目标沉淀池底部污泥分批抽取注入各沉淀槽中，随后将各沉淀槽放置在传送装置上移送至专用的污泥处理区域。

所述污泥处理进度分析模块，用于监测额定处理周期内各设定时间点的已处理完成的各批目标污泥，获取额定处理周期内进度异常时间点。

具体地，所述获取额定处理周期内进度异常时间点，包括：获取额定处理周期的工作时长以及额定处理周期内各设定时间点与污泥开始处理时间点的间隔工作时长，分别记为

本发明实施例通过分析额定处理周期内各设定时间点的处理进度达标系数，准确识别额定处理周期内进度异常的时间点，针对进度异常时间点与其前相邻设定时间点之间的工作时间段内的各批目标污泥进行后续的污泥进度管理，摒弃了现有技术中对各批目标污泥处理时长合理度的复杂计算，从而节省了大量精力，对于污泥处理进度管理具有明显的优势。

所述污泥处理环节信息获取模块，用于获取额定处理周期内进度异常时间点与其前一设定时间点间的工作时间段内进行处理的各批目标污泥，记为各批指定污泥，获取各处理环节处理指定污泥的相关信息。

具体地，所述各处理环节包括消化环节、脱水环节和烘干环节。

所述消化环节处理指定污泥相关信息包括污泥消化器的工作档位和单次运行额定时长、各批指定污泥的消化时长、消化后的有机物含量和PH值。

所述脱水环节处理指定污泥相关信息包括离心式机械脱水机的工作档位和单次运行额定时长、各批指定污泥的脱水时长、脱水后的含水率和干固含量。

所述烘干环节处理指定污泥相关信息包括烘干机的工作档位和单次运行额定时长、各批指定污泥的烘干时长和烘干后的含水率。

需要说明的是，上述各处理环节处理指定污泥的相关信息均通过各处理环节对应机械内置监控系统和控制系统获取得到的，特别地，单次运行额定时长是指机械单次运行的最大运行时长，由机械生产商设定的，其目的在于确保机械设备的使用安全和可靠性能，若机械单次运行的时长达到其对应单次运行额定时长时，机械则会自动停止运行，并且在本发明中污泥消化器、离心式机械脱水机和烘干机的单次运行额定时长分别大于单批指定污泥的参照消化时长、参照脱水时长和参照烘干时长。

所述污泥处理环节调整需求分析模块，用于根据各处理环节处理指定污泥相关信息，分析各处理环节的调整需求度。

具体地，所述污泥处理环节调整需求分析模块包括污泥消化环节调整需求分析单元、污泥脱水环节调整需求分析单元和污泥烘干环节调整需求分析单元。

所述污泥消化环节调整需求分析单元，用于根据消化环节处理指定污泥相关信息，分析消化环节的调整需求度。

所述污泥脱水环节调整需求分析单元，用于根据脱水环节处理指定污泥相关信息，分析脱水环节的调整需求度。

所述污泥烘干环节调整需求分析单元，用于根据烘干环节处理指定污泥相关信息，分析烘干环节的调整需求度。

具体地，所述污泥消化环节调整需求分析单元的具体分析过程为：从云数据库中提取城镇污水处理厂污泥处理技术规范规定的污泥消化、脱水和烘干处理的标准时长范围，获取污泥消化、脱水和烘干处理时长设置权重，分别记为

需要说明的是，上述污泥消化、脱水和烘干处理时长设置权重的获取方法为：获取城镇污水处理厂污泥处理技术规范规定的污泥消化处理标准时长范围的上限值和下限值，通过均值计算得到污泥消化处理参照标准时长

获取各批指定污泥初始有机物含量

需要说明的是，上述污泥消化后的参照PH值是通过将城镇污水处理厂污泥处理技术规范规定的污泥消化后的PH合理范围值的上限值与下限值进行均值计算得到的。

由公式

具体地，上述单批指定污泥的修正消化时长的获取方法为：提取额定处理周期内进度异常时间点已处理完成的各批目标污泥，筛除其中的各批指定污泥，将剩余已处理完成的各批目标污泥记为各批参照污泥，获取各批参照污泥的消化时长

具体地，所述污泥脱水环节调整需求分析单元，其具体分析过程为：由公式

需要说明的是，上述单批指定污泥的参照脱水修正时长以及后续单批指定污泥的参照烘干修正时长的计算方式同单批指定污泥的参照消化修正时长计算方式一致。

从云数据库中提取城镇污水处理厂污泥处理技术规范规定的污泥脱水后的含水率阈值

由公式

具体地，所述污泥烘干环节调整需求分析单元，其具体分析过程为：由公式

从云数据库中提取城镇污水处理厂污泥处理技术规范规定的污泥烘干后的含水率阈值

由公式

本发明实施例通过从各处理环节的污泥处理时长和污泥处理质量两个角度综合评估各处理环节的调整需求度，充分考虑到处理环节污泥处理质量对于污泥进度管理的重要意义，使得处理环节的调整需求评定更加科学、准确和可靠。

所述污泥处理环节调整顺序排列模块，用于根据调整需求度大小对各处理环节进行调整优先级顺序排列，对调整优先级顺序排列第一的处理环节对应机械的工作档位进行调整。

具体地，所述对调整优先级顺序排列第一的处理环节对应机械的工作档位进行调整，包括：若调整优先级顺序排列第一的处理环节为消化环节，从各批指定污泥中筛选出消化时长不合格的各批指定污泥，记为各批消化异常污泥，根据各批消化异常污泥的消化质量评估系数，将其分别与预设的污泥消化质量评估系数合理阈值进行比对，进一步将各批消化异常污泥筛分为各批质量过关消化异常污泥和各批质量不过关消化异常污泥，分别统计各自批次数量，记为

需要说明的说，上述污泥消化器工作调整档位分析依据为：由于消化环节处于调整优先级顺序排列第一，污泥消化器至少需要提升一个档位。考虑到处理时长延误的两种情况：第一种情况是污泥消化时长未达到污泥消化器单次运行额度时长，但处理质量符合要求；第二种情况是污泥消化时长达到污泥消化器单次运行额度时长，但处理质量不符合要求。相对于第一种情况，第二种情况更需要提升污泥消化器的档位。因此，通过比对各批消化异常污泥中质量过关和质量不过关的数量占比，来确定是提升一档还是提升两档。

进一步需要说明的是，通常情况下，城市污水处理厂内沉淀出的污泥含水率较高，污泥浓度和固态均相对较低。因此，在各处理环节对应的机械工作档位的初始设定一般较低。为了保障后续可能的工作调整，通常会保留至少2个提升档位的空间，确保在需要调整处理环节时，机械设备具备足够的调整能力。

同理，若调整优先级顺序排列第一的处理环节为脱水环节，获取离心式机械脱水机的工作调整档位，据此对脱水环节对应离心式机械脱水机的工作档位进行调整。

若调整优先级顺序排列第一的处理环节为烘干环节，获取烘干机的工作调整档位，据此对烘干环节对应烘干机的工作档位进行调整。

本发明实施例通过根据调整需求度大小对各处理环节进行调整优先级顺序排列，对调整优先级顺序排列第一的处理环节对应机械的工作档位进行调整，不仅避免所有处理环节对应机械档位调整带来的资源浪费问题，还结合各批指定污泥调整优先级顺序排列第一的处理环节内的质量过关占比情况，实现调整的合理化和最有效化，进而提供更加明确和准确的调整决策。

所述污泥处理环节调整成效判定模块，用于判定调整完成后对污泥处理进度的推进是否有效，并进行反馈。

具体地，所述判定调整完成后对污泥处理进度的推进是否有效，包括：监测调整完成后额定处理周期内进度异常时间点后一设定时间点的已处理完成的各批目标污泥,同上述额定处理周期内各设定时间点的处理进度达标系数计算方法一致，获取额定处理周期内进度异常时间点后相邻设定时间点的处理进度达标系数，将其与设定值进行比较，若其大于或等于设定值，则判定调整完成后对污泥处理进度的推进有效，反之则判定无效。

需要说明的是，上述进行反馈的具体过程为：若判定调整完成后对污泥处理进度的推进有效，记录当前调整数据作为历史调整档案，继续监测额定处理周期内后续设定时间点的处理进度达标系数，及时发现后续的进度异常时间点，重复上述操作并以当前调整数据为参考依据。

若判定调整完成后对污泥处理进度的推进无效，同调整优先排列顺序第一处理环节对应机械的工作档位的调整方法一致，对调整优先排列顺序第二处理环节对应机械的工作档位进行调整，计算该时间点后相邻设定时间点的处理进度达标系数，重复判定调整完成后对污泥处理进度的推进是否有效，若调整仍然无效，则需要继续对调整优先排列顺序第三处理环节对应机械的工作档位进行调整。如果经过调整优先顺序内的三个处理环节对应机械的工作档位调整后，污泥处理进度仍未推进，则需要向相关工作人员发出进度预警播报，以提醒他们检查可能存在的机械故障或其他原因。

本发明实施例通过判定调整完成后对污泥处理进度的推进是否有效，及时进行反馈工作，及时了解处理进度调整的效果，并根据反馈结果进行进一步的优化和改进，进而有效地提高污泥处理进度的控制和管理水平，保证处理质量，避免进度延误对后续工作的影响。

所述云数据库，用于存储城镇污水处理厂污泥处理技术规范规定的污泥消化、脱水和烘干环节的标准时长范围、污泥消化后的有机物合理去除阈值和PH合理范围值、污泥脱水后的含水率阈值和干固含量阈值、污泥烘干后的含水率阈值。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本发明所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。