DE112020004403T5

DE112020004403T5 - Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis

Info

Publication number: DE112020004403T5
Application number: DE112020004403.3T
Authority: DE
Inventors: Jia Wu; Taofang Pan; Yan Shen; Yijun Zhou; Gang Qian
Original assignee: Shanghai Sipai Intelligent Systems Co Ltd
Current assignee: Shanghai Sipai Intelligent Systems Co Ltd
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2022-06-30
Also published as: JP7538222B2; US20230047418A1; JP2022552543A; GB2609072A; US12405200B2; GB2609072B; WO2021212585A1; CN111551469A; CN115372214A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Messung des Schlammabsetzverhältnisses, insbesondere ein automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis. Das automatische Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Probenahme- und Aufnahmemodul, ein Datendienstmodul, ein Behandlungsprozessmodul und ein Mess- und Analysemodul, wobei das Probenahme- und Aufnahmemodul so konfiguriert ist, dass es eine Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe sammelt und ein Testbild der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält; und wobei das Behandlungsprozessmodul so konfiguriert ist, dass es die Prozessdaten sammelt und speichert; und wobei das Mess- und Analysemodul so konfiguriert ist, dass es in Übereinstimmung mit dem Testbild das Absetzverhältnis der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält, die Schlammaktivität in Übereinstimmung mit dem Absetzverhältnis analysiert, die Prozessdaten, wenn die Schlammaktivität anomal ist, von dem Behandlungsprozessmodul erhält, und in Übereinstimmung mit den Prozessdaten und dem Analyseergebnis der Schlammaktivität die Prozessanalysedaten erhält; auf die Weise wird das Problem mit den durch die manuelle Messung des abgesetzten Schlammvolumens verursachten Testfehlern vermieden und die Messgenauigkeit verbessert, gleichzeitig wird das Problem einer nicht rechtzeitigen Erkennung vermieden, und die Erkennungseffizienz wird verbessert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Messung des Schlammabsetzverhältnisses, insbesondere ein automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis.
STAND DER TECHNIK
Das Schlammabsetzverhältnis (Sludge settling Velocity, kurz als SV) bezieht sich auf das Volumenverhältnis zwischen dem Absetzschlamm und der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeit, nachdem die Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe des Belebungsbeckens für eine bestimmte Zeitdauer (z.B. 30 min) im Messzylinder einer bestimmten Menge (z.B. 1000 mL) absetzte, was einen der wichtigen Indikatoren zur Bewertung der Eigenschaften des Belebtschlamms darstellt. Das Personal kann Probleme durch den Belebtschlamm-Absetzprozess herausfinden, von der plötzlichen Änderung des Schlammabsetzverhältnisses, der Farbe des Belebtschlamms und der Schwimmsituation nach dem Stehen kann man die Schlammeigenschaften und die Belüftung und Sauerstoffversorgung versehen, darüber hinaus kann das Absetzverhältnis die Schlammkonzentration sehr anschaulich widerspiegeln und dann indirekt die Last widerspiegeln. SV30 bezieht sich auf das Verhältnis des Volumens des sedimentierten Schlamms, der gebildet wird, nachdem die gemischte Lösung des Belebungsbeckens 30 Minuten lang im Messzylinder stehen gelassen wurde, zum Volumen der ursprünglichen gemischten Lösung in der aeroben biologischen Behandlung von Abwasser, ausgedrückt in % . Das Absetzverhältnis bezieht sich oft nicht nur auf den Absetzprozess innerhalb von 30 Minuten, sondern umfasst auch eine Reihe von Absetzverhältnistests zu verschiedenen Zeiten wie SV5, SV30 und SV120. Die Ergebnisse und Bedeutungen der Absetzverhältnistests zu verschiedenen Zeiten sind unterschiedlich. Der SV-Wert kann die Schlammmenge und die Kohäsion und das Absetzverhalten des Schlamms während des normalen Betriebs des Belebungsbeckens widerspiegeln. Es kann zur Prozessanpassung verwendet werden, z.B. zur Steuerung des Überschussschlammaustrags, um die Prozessstabilität zu gewährleisten.
Das Schlammabsetzverhältnis ist ein wichtiger Parameter während des Betriebs der Kläranlage und spiegelt die Kohäsion und das Absetzverhalten des Schlamms während des normalen Betriebs des Belebungsbeckens wider. Im Stand der Technik nimmt das Schlammabsetzverhältnis das Testverfahren der manuellen Probenahme und der Laborbeobachtung an, und die Anzahl der Tests pro Tag ist begrenzt, und es ist unmöglich, die Schlammeigenschaft rechtzeitig zu ermitteln. Gleichzeitig befindet sich der Schlamm während der Probenahme für den Test in einem versiegelten und anoxischen Zustand, was die Schlammaktivität beeinträchtigt und zu Fehlern in den Testergebnissen führen kann.
INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis zur Verfügung zu stellen, um die technischen Probleme des großen Testfehlers und der nicht rechtzeitigen Erkennung im Stand der Technik zu lösen.
Die vorliegende Erfindung verwendet die folgende technische Lösung: ein automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis, wobei das System ein Probenahme- und Aufnahmemodul, ein Datendienstmodul und ein Mess- und Analysemodul umfasst, und wobei das Probenahme- und Aufnahmemodul so konfiguriert ist, dass es eine Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe sammelt und ein Testbild der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält; und wobei das Mess- und Analysemodul so konfiguriert ist, dass es das Testbild erhält und in Übereinstimmung mit dem Testbild das Absetzverhältnis der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält, und wobei das Datendienstmodul so konfiguriert ist, dass es das Testbild und das Absetzverhältnis speichert und verwaltet. Bevorzugt ist das Mess- und Analysemodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es in Übereinstimmung mit dem Absetzverhältnis der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe während des Absetzvorgangs analysiert und in Übereinstimmung mit dem Analyseergebnis der Schlammaktivität beurteilt, ob die Schlammaktivität anomal ist.
Bevorzugt umfasst das System weiterhin ein Behandlungsprozessmodul zum Sammeln und Speichern von Prozessdaten während des Betriebs des Abwasserbehandlungsprozesssystems; wobei das Mess- und Analysemodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es die Prozessdaten der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe von dem Behandlungsprozessmodul erhält, wenn die Schlammaktivität anormal ist, und in Übereinstimmung mit den Prozessdaten und dem Analyseergebnis der Schlammaktivität die Prozessanalysedaten erhält.
Bevorzugt umfasst das System weiterhin ein Mensch-Maschine-Interaktionsmodul, das so konfiguriert ist, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Testanweisung empfängt und diese Testanweisung an das Probenahme- und Aufnahmemodul sendet, eine von einem Benutzer eingegebene Absetzverhältnis-Analyseanweisung und diese Absetzverhältnis-Analyseanweisung an das Mess- und Analysemodul sendet sowie eine von einem Benutzer eingegebene Schlammaktivitäts-Analyseanweisung empfängt und diese Schlammaktivitäts-Analyseanweisung an das Mess- und Analysemodul sendet;
und wobei das Datendienstmodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es das Analyseergebnis der Schlammaktivität und die Prozessanalysedaten speichert und verwaltet;
und wobei das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es das Absetzverhältnis, das Analyseergebnis der Schlammaktivität und die Prozessanalysedaten empfängt und anzeigt.
Bevorzugt ist das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul weiterhin so konfiguriert, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Abfrageanweisung empfängt und in Übereinstimmung mit der Abfrageanweisung die entsprechenden Stammdaten von dem Datendienstmodul erhält; wobei das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Berichterstellungsanweisung empfängt und in Übereinstimmung mit der Berichterstellungsanweisung eine Zeitänderungskurve der Stammdaten zeichnet; und wobei die Stammdaten die Absetzverhältnisse, die Analyseergebnisse der Schlammaktivität und die Prozessanalysedaten der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsproben zu unterschiedlichen Sammelzeiten des Abwasserbehandlungsprozesssystems enthalten;
und wobei das System weiterhin so konfiguriert ist, dass es, wenn das Probenahme- und Aufnahmemodul und das Behandlungsprozessmodul anomal arbeiten, entsprechende Gerätebetriebsdaten erzeugt und die Gerätebetriebsdaten an das Datendienstmodul sendet, und wobei das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Anomalie-Abfrageanweisung empfängt, von dem Datendienstmodul in Übereinstimmung mit der Anomalie-Abfrageanweisung die entsprechenden Gerätebetriebsdaten erhält und das statistische Ergebnis der Gerätebetriebsdaten erzeugt und anzeigt.
Bevorzugt umfasst das Probenahme- und Aufnahmemodul einen Testbehälter zum Aufnehmen der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe, einen Hebemechanismus zum Einspritzen der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe in den Testbehälter, eine CCD-Kamera zum Erhalten eines Testbildes der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe, einen Spülmechanismus zum Reinigen des Testbehälters und eine SPS-Steuerung zum Steuern des Betriebs des Hebemechanismus und des Spülmechanismus.
Bevorzugt umfasst das Probenahme- und Aufnahmemodul weiterhin ein mit dem Hebemechanismus und dem Spülmechanismus verbundenes Ventil und eine Lichtquelle für zusätzliches Licht der CCD-Kamera, wobei die SPS-Steuerung weiterhin so konfiguriert ist, dass sie das Öffnen oder Schließen des Ventils und das Einschalten und Ausschalten der Lichtquelle steuert.
Bevorzugt umfasst das System weiterhin ein Kommunikationsmodul, das jeweils mit dem Datendienstmodul, dem Mess- und Analysemodul, dem Probenahme- und Aufnahmemodul und dem Behandlungsprozessmodul verbunden ist, wobei das Datendienstmodul und das Mess- und Analysemodul über das Kommunikationsmodul mit dem Probenahme- und Aufnahmemodul und dem Behandlungsprozessmodul kommunizierend verbunden sind. Bevorzugt umfasst das Kommunikationsmodul zumindest eine von einer USB-Kommunikationseinheit, einer Ethernet-Kommunikationseinheit, einer RS232-Kommunikationseinheit, einer RS485-Kommunikationseinheit, einer drahtlosen WIFI-Kommunikationseinheit, einer 4G-Kommunikationseinheit oder einer 5G-Kommunikationseinheit.
Bevorzugt befinden sich das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul, das Datendienstmodul und das Mess- und Analysemodul auf einer Cloud-Plattform oder einer lokalen Plattform. Bevorzugt ist das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul weiterhin so konfiguriert, dass es einen von einem Benutzer eingegebenen automatischen Testplan empfängt und in Übereinstimmung mit dem automatischen Testplan eine automatische Testanweisung erzeugt, wobei die automatische Testanweisung eine Testzeit enthält; sowie zur Testzeit die automatische Testanweisung an das Probenahme- und Aufnahmemodul, das Mess- und Analysemodul, das Behandlungsprozessmodul und das Datendienstmodul sendet;
und wobei das Probenahme- und Aufnahmemodul in Übereinstimmung mit der automatischen Testanweisung die Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe sammelt und ein Testbild der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält sowie das Testbild an das Mess- und Analysemodul sendet;
und wobei das Behandlungsprozessmodul in Übereinstimmung mit der automatischen Testanweisung die Prozessdaten während des Betriebs des Abwasserbehandlungsprozesssystems sammelt und speichert;
und wobei das Mess- und Analysemodul in Übereinstimmung mit der automatischen Testanweisung das Absetzverhältnis des Testbildes erhält, in Übereinstimmung mit dem Absetzverhältnis die Schlammaktivität analysiert, von dem Behandlungsprozessmodul die Prozessdaten, wenn das Analyseergebnis der Schlammaktivität anomal ist, erhält, und in Übereinstimmung mit dem Analyseergebnis der Schlammaktivität und den Prozessdaten die Prozessanalysedaten erhält;
und wobei das Datendienstmodul in Übereinstimmung mit der automatischen Testanweisung das Testbild, das Absetzverhältnis, das Analyseergebnis der Schlammaktivität und die Prozessanalysedaten speichert.
Die vorliegende Erfindung hat die folgenden Vorteile: das automatische Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Probenahme- und Aufnahmemodul, ein Datendienstmodul und ein Mess- und Analysemodul, wobei das Probenahme- und Aufnahmemodul so konfiguriert ist, dass es eine Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe sammelt und ein Testbild der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält; und wobei das Mess- und Analysemodul so konfiguriert ist, dass es das Testbild erhält und in Übereinstimmung mit dem Testbild das Absetzverhältnis der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält, auf die Weise wird das Problem mit den durch die manuelle Messung des abgesetzten Schlammvolumens verursachten Testfehlern vermieden und die Messgenauigkeit verbessert, gleichzeitig wird das Problem einer nicht rechtzeitigen Erkennung vermieden, und die Erkennungseffizienz wird verbessert.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Strukturansicht eines automatischen Messsystems für das Schlammabsetzverhältnis in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein schematisches Kommunikationsdiagramm eines automatischen Messsystems für das Schlammabsetzverhältnis in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine schematische Strukturansicht eines Probenahme- und Aufnahmemoduls in dem automatischen Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein schematisches Diagramm des Datendienstes eines automatischen Messsystems für das Schlammabsetzverhältnis in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt ein schematisches Diagramm der Messung und Analyse eines automatischen Messsystems für das Schlammabsetzverhältnis in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt ein schematisches Diagramm der Mensch-Maschine-Interaktion eines automatischen Messsystems für das Schlammabsetzverhältnis in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Im Zusammenhang mit Figuren und Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung im Folgenden näher erläutert.
Im Zusammenhang mit Figuren der Beschreibung werden die Lösungen in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung im Folgenden näher erläutert,
In der folgenden Erläuterung werden zum Zwecke der Veranschaulichung statt der Einschränkung spezifische Details, wie eine spezifische Systemstruktur, Schnittstelle und Technologie, für ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitgestellt.
Die Begriffe „System“ und „Netzwerk“ können hier häufig synonym verwendet werden. Die Begriffe „und/oder“ in dieser Beschreibung ist nur eine Assoziationsbeziehung, die die zugehörigen Objekte beschreibt, was bedeutet, dass es drei Arten von Beziehungen geben kann, z.B. A und/oder B, was diese drei Situationen bedeuten kann: dass A allein existiert, A und B gleichzeitig existieren und allein B existiert. Darüber hinaus zeigt in der Beschreibung das Zeichen „/“ im Allgemeinen an, dass die zugehörigen Objekte davor und danach in einer „oder“-Beziehung stehen. Ferner bedeutet in der Beschreibung „mehrere“ 2 oder mehr als 2. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis zur Verfügung, wie in 1 und 2 dargestellt, umfasst das automatische Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis ein Probenahme- und Aufnahmemodul 101, ein Kommunikationsmodul 102, ein Behandlungsprozessmodul 106, ein Datendienstmodul 103, ein Mess- und Analysemodul 104 und ein Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105, wobei das Probenahme- und Aufnahmemodul 101 über das Kommunikationsmodul 102 jeweils mit dem Datendienstmodul 103, dem Mess- und Analysemodul 104 und dem Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 kommunizierend verbunden ist, und wobei das Behandlungsprozessmodul 106 auch über das Kommunikationsmodul 102 jeweils mit dem Datendienstmodul 103, dem Mess- und Analysemodul 104 und dem Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 kommunizierend verbunden ist.
Dabei ist das Probenahme- und Aufnahmemodul 101 so konfiguriert, dass es die Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe sammelt und ein Testbild der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält, die Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe stammt aus dem Abwasserbehandlungsprozesssystem in der Kläranlage, z.B. stammt die Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe aus einem Belebungsbecken. Insbesondere kann das Probenahme- und Aufnahmemodul 101 Bilder für den gesamten Absetzprozess sammeln, in einer optionalen Ausführungsform kann das Probenahme- und Aufnahmemodul 101 direkt ein Absetzungsvideo der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe sammeln und dann aus dem Absetzungsvideo die Videoeinzelbilder zu verschiedenen Zeitpunkten als Testbilder auswählen; in einer anderen optionalen Ausführungsform kann das Probenahme- und Aufnahmemodul 101 die Testbilder zu verschiedenen Zeitpunkten im Absetzprozess sammeln. Das Mess- und Analysemodul 104 ist so konfiguriert, dass es das Testbild erhält und in Übereinstimmung mit dem Testbild das Absetzverhältnis der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält, insbesondere führt das Mess- und Analysemodul 104 eine Bildverarbeitung für das Testbild durch, um die entsprechenden Daten zu erhalten (z.B. die Höhe des abgesetzten Schlamms im Testbild und die Höhe der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeit im Testbild), in Übereinstimmung mit den Daten wird das Schlammabsetzverhältnis berechnet, und verschiedene Testbilder entsprechen dem Schlammabsetzverhältnis zu verschiedenen Zeitpunkten. Das Mess- und Analysemodul 104 ist weiterhin so konfiguriert, dass es in Übereinstimmung mit dem Absetzverhältnis der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe während des Absetzvorgangs analysiert und ein Analyseergebnis der Schlammaktivität erhält und dann in Übereinstimmung mit dem Analyseergebnis der Schlammaktivität beurteilt, ob die Schlammaktivität anomal ist. Selbstverständlich soll der Fachmann auf diesem Gebiet verstehen, dass außer den Daten zum Berechnen des Absetzverhältnisses die Daten, die dadurch erhalten werden, dass das Mess- und Analysemodul 104 eine Bildverarbeitung für die Testbilder durchführt, weiterhin andere Daten enthalten können, wie die Farbe des Schlamms; zusätzlich zur Berechnung des entsprechenden Absetzverhältnisses in Übereinstimmung mit jedem Testbild kann das Mess- und Analysemodul 104 weiterhin in Übereinstimmung mit den Daten von mehreren Testbildern andere Indikatoren ermitteln, z.B. Schlammabsetzgeschwindigkeit, und die obige Lösung lässt sich eindeutig aus dem Inhalt der vorliegenden Anmeldung ableiten. Dabei ist das Behandlungsprozessmodul 106 so konfiguriert, dass es die Prozessdaten während des Betriebs des Abwasserbehandlungsprozesssystems sammelt und speichert, wie Temperatur, pH-Wert oder COD usw. Das Mess- und Analysemodul 104 ist weiterhin so konfiguriert, dass es die Prozessdaten der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe von dem Behandlungsprozessmodul 106 erhält, wenn die Schlammaktivität anormal ist, und in Übereinstimmung mit den Prozessdaten und dem Analyseergebnis der Schlammaktivität die Prozessanalysedaten erhält.
Dabei ist das Datendienstmodul so konfiguriert, dass es das Testbild das Absetzverhältnis, das Analyseergebnis der Schlammaktivität und die Prozessanalysedaten speichert und verwaltet.
Dabei ist das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 jeweils mit dem Datendienstmodul 103 und dem Mess- und Analysemodul 104 verbunden, wobei das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul so konfiguriert ist, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Testanweisung empfängt und diese Testanweisung an das Probenahme- und Aufnahmemodul 101 sendet, eine von einem Benutzer eingegebene Absetzverhältnis-Analyseanweisung und diese Absetzverhältnis-Analyseanweisung an das Mess- und Analysemodul 104 sendet, eine von einem Benutzer eingegebene Schlammaktivitäts-Analyseanweisung empfängt und diese Schlammaktivitäts-Analyseanweisung an das Mess- und Analysemodul 104 sendet und das Absetzverhältnis, das Analyseergebnis der Schlammaktivität und die Prozessanalysedaten empfängt und anzeigt.
Zusammenfassend gesagt, empfängt das Probenahme- und Aufnahmemodul 101 die Testanweisung des Mensch-Maschine-Interaktionsmoduls 105, vervollständigt nach der Logik den Schlammabsetzverhältnistest und die Testprozessbilder über das Kommunikationsmodul 102 in dem Datendienstmodul 103 speichert; das Mess- und Analysemodul 104 empfängt die Analyseanweisung des Mensch-Maschine-Interaktionsmoduls 105, die in dem Datendienstmodul 103 gespeicherten Testbilder aufruft, durch die Messung der maschinellen
Vision-Technologie den Schlammabsetzverhältniswert erhält und das Ergebnis und die Bilder an das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 zur Anzeige überträgt sowie diese in dem Datendienstmodul 103 speichert; nachdem der Schlammabsetzverhältnistest abgeschlossen war, empfängt das Mess- und Analysemodul 104 die Schlammeigenschaftsanalyseanweisung des Mensch-Maschine-Interaktionsmoduls 105 und analysiert den Prozess des Schlammabsetzverhältnistests sowie sendet das Ergebnis zur Anzeige an das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 und speichert dieses im Datendienstmodul 103.
Dabei können das Datendienstmodul 103, das Mess- und Analysemodul 104 und das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 einen Cloud-Dienst bilden und auf der Cloud-Plattform angeordnet sein oder lokal angeordnet sein.
Wie in 2 dargestellt, können das Probenahme- und Aufnahmemodul 101 und das Behandlungsprozessmodul 106 über das Kommunikationsmodul eine Dateninteraktion mit dem Datendienstmodul 103, dem Mess- und Analysemodul 104 und dem Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 durchführen. Gemäß den Schnittstellenanforderungen des Probenahme- und Aufnahmemoduls 101 und des Behandlungsprozessmoduls 106 kann das Kommunikationsnetzwerk des Systems in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mit USB-, Ethernet-, RS232/485-, drahtloser WIFI- und 4G-Kommunikation ausgestattet werden. Das Kommunikationsmodul 102 kann zumindest eine von einer USB-Kommunikationseinheit, einer Ethernet-Kommunikationseinheit, einer RS232-Kommunikationseinheit, einer RS485-Kommunikationseinheit, einer drahtlosen WIFI-Kommunikationseinheit, einer 4G-Kommunikationseinheit oder einer 5G-Kommunikationseinheit umfassen.
Wie in 3 dargestellt, kann das Probenahme- und Aufnahmemodul 101 in einer optionalen Ausführungsform weiterhin eine SPS-Steuerung 201, eine Lichtquelle 202, ein Ventil 203, einen Hebemechanismus 204, einen Testbehälter 205, einen Spülmechanismus 206 und eine CCD-Kamera 207 umfassen, wobei der Testbehälter 205 zum Aufnehmen der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe konfiguriert ist, und wobei der Hebemechanismus 204 zum Einspritzen der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe in den Testbehälter konfiguriert ist, und wobei die CCD-Kamera 207 zum Erhalten eines Testbildes der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe konfiguriert ist, und wobei der Spülmechanismus 206 zum Reinigen des Testbehälters konfiguriert ist, und wobei das Ventil 203 mit dem Hebemechanismus 204 und dem Spülmechanismus 206 verbunden ist, und wobei die Lichtquelle 202 für zusätzliches Licht der CCD-Kamera 207 konfiguriert ist, wobei die SPS-Steuerung 201 zum Steuern des Betriebs des Hebemechanismus 204 und des Spülmechanismus 206 konfiguriert ist, und wobei die SPS-Steuerung 201 weiterhin so konfiguriert ist, dass sie das Öffnen oder Schließen des Ventils 203 und das Einschalten und Ausschalten der Lichtquelle 202 steuert. Insbesondere empfängt die SPS-Steuerung 201 über das Kommunikationsmodul 102 eine Testanweisung zur Messung des Schlammabsetzverhältnisses und steuert gemäß der Testlogik die Lichtquelle 202, das Ventil 203, den Hebemechanismus 204 und den Spulmechanismus 206 zum Starten und Stoppen sowie Rückmelden des Tests an; die CCD-Kamera 207 empfängt über das Kommunikationsmodul 102 eine Bildsammelanweisung und vervollständigt das Sammeln und Hochladen der Testbilder. Dabei stellt die Lichtquelle 202 zusätzliches Licht dafür bereit, dass die CCD-Kamera 206 die Testprozessbilder des Testbehälters 205 sammelt; in Zusammenarbeit mit dem Ventil 203 vervollständigt der Hebemechanismus 204 die Probenahme der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeit in den Testbehälter 205; in Zusammenarbeit mit dem Ventil 203 vervollständigt der Spülmechanismus 206 die Reinigung und die Spülung des Testbehälters 205 mit sauberem Wasser. Die Testlogik lautet wie folgt: (1) Probenahme; (2) Schlammabsetzung für 30 Minuten und gleichzeitiges Sammeln von Prozessbildern am entsprechenden Zeitknoten und Berechnen des Schlammabsetzverhältniswerts des aktuellen Knotens; (3) Abführen des Schlamms-Wasser-Mischflüssigkeit nach Abschluss des Tests; (4) Spülung des Geräts.
Wie in 4 dargestellt, werden die Testprozessdaten 301 und die Testbilder 302 im Testprozess von dem Probenahme- und Aufnahmemodul 101 über das Kommunikationsmodul 102 in das Datendienstmodul 103 zum Speichern übertragen; das Mess- und Analysesystem 104 ruft die Testbilder 302 in dem Datendienstmodul 103 auf, erhält durch die Messung der maschinellen Vision-Technologie die Testergebnisdaten 303 und speichert diese danach in dem Datendienstmodul 103 und die Testergebnisdaten 303 können das obige Absetzverhältnis und Analyseergebnis der Schlammaktivität enthalten; wenn das Mess- und Analysemodul 104 die Betriebsprozessdaten 305 zur Analyse aufrufen muss, überträgt das Behandlungsprozessmodul 106 über das Kommunikationsmodul 102 die erforderten Prozessdaten 305 an das Datendienstmodul 103 zum Speichern, nach der Analyse unter Verwendung der Prozessdaten 305 speichert das Mess- und Analysemodul 104 die Prozessanalysedaten 304 in dem Datendienstmodul 103.
Dabei ist das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 weiterhin so konfiguriert, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Abfrageanweisung empfängt und in Übereinstimmung mit der Abfrageanweisung die entsprechenden Stammdaten von dem Datendienstmodul 103 erhält; wobei das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 weiterhin so konfiguriert ist, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Berichterstellungsanweisung empfängt und in Übereinstimmung mit der Berichterstellungsanweisung eine Zeitänderungskurve der Stammdaten zeichnet; und wobei die Stammdaten die Absetzverhältnisse, die Analyseergebnisse der Schlammaktivität und die Prozessanalysedaten der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsproben zu unterschiedlichen Sammelzeiten des Abwasserbehandlungsprozesssystems enthalten;
Das Mess- und Analysesystem 104 ist weiterhin so konfiguriert, dass es, wenn das Probenahme- und Aufnahmemodul 101 und das Behandlungsprozessmodul 106 anomal arbeiten, entsprechende Gerätebetriebsdaten erzeugt und die Gerätebetriebsdaten an das Datendienstmodul 103 sendet, und wobei das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 weiterhin so konfiguriert ist, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Anomalie-Abfrageanweisung empfängt, von dem Datendienstmodul 103 in Übereinstimmung mit der Anomalie-Abfrageanweisung die entsprechenden Gerätebetriebsdaten erhält und das statistische Ergebnis der Gerätebetriebsdaten erzeugt und anzeigt.
Wie in 6 dargestellt, umfasst in dem System des vorliegenden Ausführungsbeispiels der Testbetrieb des Schlammabsetzprozesses einen manuellen Test 501 und einen automatischen Test 502. Beim manuellen Test 501 können jederzeit die Testanweisungen gesendet werden, bei dem automatischen Test 502 werden nach dem Feststellen des Testplans die Testanweisungen zu festgelegten Zeitpunkten gesendet, dabei wird die Testanweisung über das Kommunikationsmodul 102 ans Probenahme- und Aufnahmemodul 101 gesendet, nach der Testlogik führt das Probenahme- und Aufnahmemodul 101 einen Schlammabsetzverhältnistest durch und meldet in Echtzeit den Testzustand an das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 zurück; während des Tests berechnet das Mess- und Analysemodul 104 den Schlammabsetzverhältniswert 503 an jedem Messpunkt (5 min, 10 min, 20 min, 30 min) der Schlammabsetzung; nach dem Test analysiert das Mess- und Analysemodul 104 die Schlammeigenschaft und überträgt das Ergebnis an die Schlammeigenschaftsanalyse 504; wenn die Schlammeigenschaft anormal ist, analysiert das Mess- und Analysemodul 104 den Prozess und überträgt die Ergebnisse an die Prozessanomalieanalyse 505;die Testergebnisse 506 können historische Testdaten von dem Datendienstmodul 103 gemäß dem Zeitraum erhalten und eine Tabelle bilden; die historische Kurve 507 kann von dem Datendienstmodul 103 gemäß dem Zeitraum historische Testdaten erhalten, gemäß den Messpunkten (5 min, 10 min, 20 min, 30 min) wird die Kurve gezeichnet; wenn das Gerät anormal ist, werden die Alarminformationen zur Anzeige in den Gerätebetriebsstatus 508 übertragen und im Datendienstmodul 103 gespeichert, durch den Gerätebetriebsstatus 508 können anormale Alarme beseitigt werden; der Gerätebetriebsstatus 508 kann historische Alarmaufzeichnungen von dem Datendienstmodul 103 gemäß dem Zeitraum erhalten; das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul 105 kann die Anzahl der anormalen Betriebe des Probenahme- und Aufnahmemoduls 101 zählen und diese im Gerätebetriebsstatus 508 anzeigen.
Der vorstehende Inhalt ist nur bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet Verbesserungen durchführen kann, ohne von den technischen Grundsätzen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Verbesserungen sollen als vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung gedeckt angesehen werden.

Claims

Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis, dadurch gekennzeichnet, dass das System ein Probenahme- und Aufnahmemodul, ein Datendienstmodul und ein Mess- und Analysemodul, wobei das Probenahme- und Aufnahmemodul so konfiguriert ist, dass es eine Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe sammelt und ein Testbild der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält; und wobei das Mess- und Analysemodul so konfiguriert ist, dass es das Testbild erhält und in Übereinstimmung mit dem Testbild das Absetzverhältnis der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält, und wobei das Datendienstmodul so konfiguriert ist, dass es das Testbild und das Absetzverhältnis speichert und verwaltet.
Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mess- und Analysemodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es in Übereinstimmung mit dem Absetzverhältnis der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe während des Absetzvorgangs analysiert und in Übereinstimmung mit dem Analyseergebnis der Schlammaktivität beurteilt, ob die Schlammaktivität anomal ist.
Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das System weiterhin ein Behandlungsprozessmodul zum Sammeln und Speichern von Prozessdaten während des Betriebs des Abwasserbehandlungsprozesssystems umfasst; wobei das Mess- und Analysemodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es die Prozessdaten der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe von dem Behandlungsprozessmodul erhält, wenn die Schlammaktivität anormal ist, und in Übereinstimmung mit den Prozessdaten und dem Analyseergebnis der Schlammaktivität die Prozessanalysedaten erhält.
Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das System weiterhin ein Mensch-Maschine-Interaktionsmodul umfasst, das so konfiguriert ist, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Testanweisung empfängt und diese Testanweisung an das Probenahme- und Aufnahmemodul sendet, eine von einem Benutzer eingegebene Absetzverhältnis-Analyseanweisung und diese Absetzverhältnis-Analyseanweisung an das Mess- und Analysemodul sendet sowie eine von einem Benutzer eingegebene Schlammaktivitäts-Analyseanweisung empfängt und diese Schlammaktivitäts-Analyseanweisung an das Mess- und Analysemodul sendet; und wobei das Datendienstmodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es das Analyseergebnis der Schlammaktivität und die Prozessanalysedaten speichert und verwaltet; und wobei das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es das Absetzverhältnis, das Analyseergebnis der Schlammaktivität und die Prozessanalysedaten empfängt und anzeigt.
Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Abfrageanweisung empfängt und in Übereinstimmung mit der Abfrageanweisung die entsprechenden Stammdaten von dem Datendienstmodul erhält, wobei das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Berichterstellungsanweisung empfängt und in Übereinstimmung mit der Berichterstellungsanweisung eine Zeitänderungskurve der Stammdaten zeichnet; und wobei die Stammdaten die Absetzverhältnisse, die Analyseergebnisse der Schlammaktivität und die Prozessanalysedaten der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsproben zu unterschiedlichen Sammelzeiten des Abwasserbehandlungsprozesssystems enthalten; und wobei das System weiterhin so konfiguriert ist, dass es, wenn das Probenahme- und Aufnahmemodul und das Behandlungsprozessmodul anomal arbeiten, entsprechende Gerätebetriebsdaten erzeugt und die Gerätebetriebsdaten an das Datendienstmodul sendet, und wobei das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es eine von einem Benutzer eingegebene Anomalie-Abfrageanweisung empfängt, von dem Datendienstmodul in Übereinstimmung mit der Anomalie-Abfrageanweisung die entsprechenden Gerätebetriebsdaten erhält und das statistische Ergebnis der Gerätebetriebsdaten erzeugt und anzeigt.
Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenahme- und Aufnahmemodul einen Testbehälter zum Aufnehmen der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe, einen Hebemechanismus zum Einspritzen der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe in den Testbehälter, eine CCD-Kamera zum Erhalten eines Testbildes der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe, einen Spülmechanismus zum Reinigen des Testbehälters und eine SPS-Steuerung zum Steuern des Betriebs des Hebemechanismus und des Spülmechanismus umfasst.
Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Probenahme- und Aufnahmemodul weiterhin ein mit dem Hebemechanismus und dem Spülmechanismus verbundenes Ventil und eine Lichtquelle für zusätzliches Licht der CCD-Kamera umfasst, wobei die SPS-Steuerung weiterhin so konfiguriert ist, dass sie das Öffnen oder Schließen des Ventils und das Einschalten und Ausschalten der Lichtquelle steuert.
Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das System weiterhin ein Kommunikationsmodul umfasst, das jeweils mit dem Datendienstmodul, dem Mess- und Analysemodul, dem Probenahme- und Aufnahmemodul und dem Behandlungsprozessmodul verbunden ist, wobei das Datendienstmodul und das Mess- und Analysemodul über das Kommunikationsmodul mit dem Probenahme- und Aufnahmemodul und dem Behandlungsprozessmodul kommunizierend verbunden sind.
Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationsmodul zumindest eine von einer USB-Kommunikationseinheit, einer Ethernet-Kommunikationseinheit, einer RS232-Kommunikationseinheit, einer RS485-Kommunikationseinheit, einer drahtlosen WIFI-Kommunikationseinheit, einer 4G-Kommunikationseinheit oder einer 5G-Kommunikationseinheit umfasst.
Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul, das Datendienstmodul und das Mess- und Analysemodul auf einer Cloud-Plattform oder einer lokalen Plattform befinden.
Automatisches Messsystem für das Schlammabsetzverhältnis nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mensch-Maschine-Interaktionsmodul weiterhin so konfiguriert ist, dass es einen von einem Benutzer eingegebenen automatischen Testplan empfängt und in Übereinstimmung mit dem automatischen Testplan eine automatische Testanweisung erzeugt, wobei die automatische Testanweisung eine Testzeit enthält; sowie zur Testzeit die automatische Testanweisung an das Probenahme- und Aufnahmemodul, das Mess- und Analysemodul, das Behandlungsprozessmodul und das Datendienstmodul sendet; und wobei das Probenahme- und Aufnahmemodul in Übereinstimmung mit der automatischen Testanweisung die Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe sammelt und ein Testbild der Schlamm-Wasser-Mischflüssigkeitsprobe erhält sowie das Testbild an das Mess- und Analysemodul sendet; und wobei das Behandlungsprozessmodul in Übereinstimmung mit der automatischen Testanweisung die Prozessdaten während des Betriebs des Abwasserbehandlungsprozesssystems sammelt und speichert; und wobei das Mess- und Analysemodul in Übereinstimmung mit der automatischen Testanweisung das Absetzverhältnis des Testbildes erhält, in Übereinstimmung mit dem Absetzverhältnis die Schlammaktivität analysiert, von dem Behandlungsprozessmodul die Prozessdaten, wenn das Analyseergebnis der Schlammaktivität anomal ist, erhält, und in Übereinstimmung mit dem Analyseergebnis der Schlammaktivität und den Prozessdaten die Prozessanalysedaten erhält; und wobei das Datendienstmodul in Übereinstimmung mit der automatischen Testanweisung das Testbild, das Absetzverhältnis, das Analyseergebnis der Schlammaktivität und die Prozessanalysedaten speichert.