申请日2018.10.12
公开(公告)日2019.01.04
IPC分类号C02F1/00; G06Q50/10
摘要
本发明公开了一种农村污水处理集群化管理系统及方法，属于污水处理技术领域;本发明中农村污水处理系统用于处理并净化污水，现场信息采集与控制系统将采集到的农村污水处理系统中污水的水质信息和设备运行数据反馈给综合信息管理系统，并接收来自综合信息管理系统的指令数据进而控制农村污水处理系统，所述的综合信息管理系统将接收到的设备运行数据进行分析处理后智能生成设备保养计划，筛选出最接近情况的指令参数并传递给现场信息采集与控制系统。本发明能有效解决目前农村污水处理分布广、农村技术人员技术落后而导致的运行维护困难和资源浪费等难题。
权利要求书
1.一种农村污水处理集群化管理系统，其特征在于：包括综合信息管理系统和多个农村污水处理系统以及与农村污水处理系统对应的现场信息采集与控制系统，所述的农村污水处理系统用于处理并净化污水;所述的现场信息采集与控制系统将采集到的农村污水处理系统中污水的水质信息和设备运行数据反馈给综合信息管理系统，并接收来自综合信息管理系统的指令数据进而控制农村污水处理系统，所述的综合信息管理系统将接收到的设备运行数据进行分析处理后智能生成设备保养计划，并对接收到的水质信息进行处理，根据已有的大数据信息筛选出最接近情况的指令参数并传递给现场信息采集与控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种农村污水处理集群化管理系统，其特征在于：所述的设备保养计划包括近期保养计划、中期保养计划和长期保养计划;所述的综合信息管理系统对农村污水处理站的运行数据进行分析后，并从已有的大数据信息筛选出最接近情况时的设备运行信息并生成近期保养计划、中期保养计划和长期保养计划;所述的设备运行信息包括通过大数据处理对设备的实际性能、可靠性和使用周期的数据以及已有的大数据信息筛选出最接近情况的数据进行处理进而智能模拟设备在指令参数运行状态时设备故障发生的时间和几率。
3.根据权利要求2所述的一种农村污水处理集群化管理系统，其特征在于：所述的模拟设备故障发生的时间为5～10天之间，发生的几率大于30%时，综合信息管理系统智能生成近期保养计划，即在3天之内排出故障隐患;所述的设备故障发生的时间为10～20天之间，发生的几率大于18%时，综合信息管理系统智能生成中期保养计划，即在7天之内排出故障隐患;所述的设备故障发生的时间为20天以上，发生的几率大于10%时，综合信息管理系统智能生成近期保养计划，即在15天之内排出故障隐患。
4.根据权利要求1所述的一种农村污水处理集群化管理系统，其特征在于：所述的农村污水处理系统包括第一农村污水处理子系统和第二农村污水处理子系统;所述的第一农村污水处理子系统和第二农村污水处理子系统均用于单独处理污水，所述的现场信息采集与控制系统能够单独采集至少第一农村污水处理子系统和第二农村污水处理子系统中的一个，并执行来自综合信息管理系统的指令信息。
5.根据权利要求1所述的一种农村污水处理集群化管理系统，其特征在于：所述的综合信息管理系统为一个用于对所有设备的运行数据进行采集以及对采集的数据信息进行分析、存储和展示的数据平台，所述的综合信息管理系统通过现场信息采集与控制系统对所有设备的运行数据进行采集;所述的综合信息管理系统包括综合信息存储单元和综合信息处理单元;所述的综合信息处理单元用于将来自现场信息采集与控制系统的信息分析处理后上传至综合信息存储单元;所述的综合信息存储单元将接收到的数据信息存储并与信息库的数据进行比对，筛选出最接近情况的指令参数反馈给综合信息处理单元;综合信息处理单元将来自综合信息存储单元反馈的的指令参数传递给现场信息采集与控制系统;所述的综合信息管理系统通过用户端APP、售后端APP和企业端APP将采集到的数据信息以及生成的指令信息和设备保养计划展示出来;所述的用户端APP用于用户实现在线实时查看和操作设备、在线保修、接收维保计划、设备配件采购和知识库等;所述的售后端APP用于企业售后工程师接收维保的派工工单，实现设备维修过程各节点的跟踪记录;所述的企业端APP用于企业网点实现报修工单的派工、接收用户配件订单以及跟踪维保的全过程。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的一种农村污水处理集群化管理系统，其特征在于：所述的农村污水处理系统包括蓄水池(1);所述的蓄水池用于污水储存;所述的现场信息采集与控制系统测量蓄水池中的水质情况并实时传递给综合信息管理系统;测量时，储水池中的污水采用多层测量，每层的厚度为30～50cm;现场信息采集与控制系统对每层的污水均匀分布的10～16个位置进行数据采集。
7.根据权利要求6所述的一种农村污水处理集群化管理系统，其特征在于：所述的农村污水处理系统还包括第一输水管道(2)和第二输水管道(4);所述的第一输水管道(2)的底部固定在蓄水池(1)的内部;所述的第一输水管道(2)的一侧设有一列第一进水口(201);第一输水管道(2)的顶部设有支撑架(3);所述的支撑架(3)与蓄水池(1)的侧壁连接;所述的第二输水管道(4)穿过支撑架(3)后插接在第一输水管道(2)的内部;所述的第二输水管道(4)的侧面上对应第一进水口(201)的高度设有相互错开的第二进水口(401);以第一输水管道(2)的顶端所在的平面为参考系，第二进水口(401)之间的夹角为50°～80°;所述的支撑架(3)的顶部安装有用于带动第二输水管道(4)转动的第一齿轮(7)。
8.根据权利要求7所述的一种农村污水处理集群化管理系统，其特征在于：所述的第一输水管道(2)和第二输水管道(4)之间的间隙为2～5mm，所述的第一输水管道(2)和第二输水管道(4)之间设有柔性吸水环(5);所述的柔性吸水环(5)为柔性吸水膨胀材料。
9.根据权利要求7所述的一种农村污水处理集群化管理系统，其特征在于：所述的第一输水管道(2)设有第一进水口(201)的一侧安装有清洗刀具(6);所述的清洗刀具(6)用于清除第一进水口(201)处积累的杂物;所述的清洗刀具(6)为一杆体，其底部安装有与第一输水管道(2)侧面紧密接触的刀头;所述的清洗刀具(6)插接在支撑架(3)上，其中，清洗刀具(6)的一侧设有用于限制清洗刀具(6)横向运动的定位凸起(601);所述的清洗刀具(6)的另一侧设有齿牙结构;所述的支撑架(3)的顶部安装有第二齿轮(8);所述的第二齿轮(8)与清洗刀具(6)侧面上的齿牙结构啮合连接。
10.一种权利要求1所述的农村污水处理集群化管理系统的方法，蓄水池将污水储存起来，通过分级管道将蓄水池中的污水分层输入至下一处理工艺;其特征在于：
A.储水池中的污水分为多层测量，每层的厚度为30～50cm;在10～15分钟内，现场信息采集与控制系统对每层的污水均匀分布的10～16个位置进行水质数据采集，得出每层污水的水质数据的平均值Wi0，待水质数据采集完成后;
B.每层污水的水质数据中与平均值Wi0的差值大于6%的水质数据为干扰数据，去掉干扰数据，得到该层中排出干扰数据的水质数据的平均值Wi1，Wi1作为该层中污水的水质数据;
C.收集到每层中污水对应的水质数据Wi1后，分级管道将对应层的污水输入至下一处理工艺;同时，现场信息采集与控制系统反馈给综合信息管理系统，以便筛选出最接近情况的指令参数;
D.上述的水质数据为氨氮测量仪、pH检测仪和COD分析仪的测量数据的一种或几种。
说明书
一种农村污水处理集群化管理系统及方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种农村污水处理集群化管理系统及方法。
背景技术
农村生活污水造成的环境污染严重危害到农村的生存和发展，如何有效处理农村生活污水已成为各级环保部门迫切解决的问题;农村污水的排放特点不同于城市，农村人口密度小，居住分散，导致传统农村污水站位置较分散，这给维护和运营工作带来了极大的不便;由于人力资源的限制，导致传统的农村污水处理站管理人员技术水平有限，传统的农村污水处理站的设备故障一般依靠人工来判断，而且很多由于人工误操作引起的，因此业需要专业的技术人员巡视维护，造成资源上的浪费。
例如：中国专利号为201611266498.1的中国专利文件，公开了一种农村生活污水处理系统，其包括污水处理装置以及监控装置，其中，所述污水处理装置包括依次设置的：粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、调节池、水解酸化池、SBR生化反应池、普通快滤池消毒池以及取样池;所述监控装置包括入口数据采集单元以及出口采样单元;该方案就存在上述的问题。
又如：中国专利号为201810554164.7的中国专利，公开了一种农村生活污水处理系统，其包括：预处理系统、厌氧生物滤池和人工湿地系统;所述预处理系统、厌氧生物滤池和人工湿地系统依次通过管道连通;所述预处理系统包括格栅沉砂池和隔油池;所述人工湿地系统包括多个湿地单元;将农村生活污水集中于格栅沉砂池中，除去大颗粒杂物和沉砂，再送入隔油池中进行油水分离，将分离后的污水送入厌氧生物滤池进行厌氧处理，然后送入人工湿地系统，对农村生活污水进行渗滤，最后从人工湿地系统的出水口排出，完成农村生活污水处理;本发明结合人工湿地、生物处理技术和多层渗滤技术，对污水中的悬浮物、总磷、总氮、氨氮进行有效的去除，能耗低，占地少，运营费用低，管理维护方便，具有良好的应用前景;但是，该方案依然存在上述缺陷。
发明内容
1.要解决的问题
针对现有农村污水站位置较分散和人力资源的限制而导致的运营维护比较困难、资源浪费以及现场采集水质数据不合理的问题，本发明提供一种农村污水处理集群化管理系统及方法，有效解决了目前农村污水处理分布广、农村技术人员技术落后而导致的运营维护困难和资源浪费等难题;而且，能够提高运营维护业务的决策水平，通过大数据计算分析智能生成设备保养计划，使用户能够及时保养维护，避免不必要的故障事故，提高系统的稳定性和安全性。
2.技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种农村污水处理集群化管理系统，其包括综合信息管理系统和多个农村污水处理系统以及与农村污水处理系统对应的现场信息采集与控制系统，所述的农村污水处理系统用于处理并净化污水;所述的现场信息采集与控制系统将采集到的农村污水处理系统中污水的水质信息和设备运行数据反馈给综合信息管理系统，并接收来自综合信息管理系统的指令数据进而控制农村污水处理系统，所述的综合信息管理系统将接收到的设备运行数据进行分析处理后智能生成设备保养计划，并对接收到的水质信息进行处理，根据已有的大数据信息筛选出最接近情况的指令参数并传递给现场信息采集与控制系统。
优选地，所述的设备保养计划包括近期保养计划、中期保养计划和长期保养计划;所述的综合信息管理系统对农村污水处理站的运行数据进行分析后，并从已有的大数据信息筛选出最接近情况时的设备运行信息并生成近期保养计划、中期保养计划和长期保养计划;所述的设备运行信息包括通过大数据处理对设备的实际性能、可靠性和使用周期的数据以及已有的大数据信息筛选出最接近情况的数据进行处理进而智能模拟设备在指令参数运行状态时设备故障发生的时间和几率。
优选地，所述的模拟设备故障发生的时间为5～10天之间，发生的几率大于30%时，综合信息管理系统智能生成近期保养计划，即在3天之内排出故障隐患;所述的设备故障发生的时间为10～20天之间，发生的几率大于18%时，综合信息管理系统智能生成中期保养计划，即在7天之内排出故障隐患;所述的设备故障发生的时间为20天以上，发生的几率大于10%时，综合信息管理系统智能生成近期保养计划，即在15天之内排出故障隐患。
优选地，所述的农村污水处理系统包括第一农村污水处理子系统和第二农村污水处理子系统;所述的第一农村污水处理子系统和第二农村污水处理子系统均用于单独处理污水，所述的现场信息采集与控制系统能够单独采集至少第一农村污水处理子系统和第二农村污水处理子系统中的一个，并执行来自综合信息管理系统的指令信息。
优选地，所述的综合信息管理系统为一个用于对所有设备的运行数据进行采集以及对采集的数据信息进行分析、存储和展示的数据平台，所述的综合信息管理系统通过现场信息采集与控制系统对所有设备的运行数据进行采集;所述的综合信息管理系统包括综合信息存储单元和综合信息处理单元;所述的综合信息处理单元用于将来自现场信息采集与控制系统的信息分析处理后上传至综合信息存储单元;所述的综合信息存储单元将接收到的数据信息存储并与信息库的数据进行比对，筛选出最接近情况的指令参数反馈给综合信息处理单元;综合信息处理单元将来自综合信息存储单元反馈的的指令参数传递给现场信息采集与控制系统;所述的综合信息管理系统通过用户端APP、售后端APP和企业端APP将采集到的数据信息以及生成的指令信息和设备保养计划展示出来;所述的用户端APP用于用户实现在线实时查看和操作设备、在线保修、接收维保计划、设备配件采购和知识库等;所述的售后端APP用于企业售后工程师接收维保的派工工单，实现设备维修过程各节点的跟踪记录;所述的企业端APP用于企业网点实现报修工单的派工、接收用户配件订单以及跟踪维保的全过程。
优选地，所述的农村污水处理系统包括蓄水池;所述的蓄水池用于污水储存;所述的现场信息采集与控制系统测量蓄水池中的水质情况并实时传递给综合信息管理系统;测量时，储水池中的污水采用多层测量，每层的厚度为30～50cm;现场信息采集与控制系统对每层的污水均匀分布的10～16个位置进行数据采集。
优选地，所述的农村污水处理系统还包括第一输水管道和第二输水管道;所述的第一输水管道的底部固定在蓄水池的内部;所述的第一输水管道的一侧设有一列第一进水口;第一输水管道的顶部设有支撑架;所述的支撑架与蓄水池的侧壁连接;所述的第二输水管道穿过支撑架后插接在第一输水管道的内部;所述的第二输水管道的侧面上对应第一进水口的高度设有相互错开的第二进水口;以第一输水管道的顶端所在的平面为参考系，第二进水口之间的夹角为50°～80°;所述的支撑架的顶部安装有用于带动第二输水管道转动的第一齿轮。
优选地，所述的第一输水管道和第二输水管道之间的间隙为2～5mm，所述的第一输水管道和第二输水管道之间设有柔性吸水环;所述的柔性吸水环为柔性吸水膨胀材料。
优选地，所述的第一输水管道设有第一进水口的一侧安装有清洗刀具;所述的清洗刀具用于清除第一进水口处积累的杂物;所述的清洗刀具为一杆体，其底部安装有与第一输水管道侧面紧密接触的刀头;所述的清洗刀具插接在支撑架上，其中，清洗刀具的一侧设有用于限制清洗刀具横向运动的定位凸起;所述的清洗刀具的另一侧设有齿牙结构;所述的支撑架的顶部安装有第二齿轮;所述的第二齿轮与清洗刀具侧面上的齿牙结构啮合连接。
一种权利要求1所述的农村污水处理集群化管理系统的方法，蓄水池将污水储存起来，通过分级管道将蓄水池中的污水分层输入至下一处理工艺;其分层污水水质数据的测量步骤为：
A.储水池中的污水分为多层测量，每层的厚度为30～50cm;在10～15分钟内，现场信息采集与控制系统对每层的污水均匀分布的10～16个位置进行水质数据采集，得出每层污水的水质数据的平均值Wi0;
B.每层污水的水质数据中与平均值Wi0的差值大于6%的水质数据为干扰数据，去掉干扰数据，得到该层中排出干扰数据的水质数据的平均值Wi1，Wi1作为该层中污水的水质数据;
C.收集到每层中污水对应的水质数据Wi1后，从上到下，分级管道将对应层的污水输入至下一处理工艺;同时，现场信息采集与控制系统反馈给综合信息管理系统，以便筛选出最接近情况的指令参数;
D.上述的水质数据为氨氮测量仪、pH检测仪和COD分析仪的测量数据的一种或几种。3.有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明把分散的农村污水处理站通过网络集中到统一平台进行管理，能够实现远程监测与控制，现场无需人员现场值守，直接在远程就可第一时间发现故障，用户通过计算机和智能终端对MCC的工作状态进行访问和修改，可随时看到设备的运行状态、排放口出水的水质数据，远程修改设备参数和开关机操作，无需到现场，节省大量的人力物力;在故障发生时，能够在第一时间做出响应，提高污水处理站的安全性、稳定性和可靠性;
(2)本发明能够收集所有连线农村污水处理站的运行数据进行大数据分析，提高运营维护业务的决策水平;通过大数据计算分析智能生成设备保养计划，使用户能够及时保养维护，避免不必要的故障事故，提高系统的稳定性和安全性，并且极具前瞻性，既能保证生产又能节约资源成本;
(3)本发明农村污水处理集群化管理系统及方法中，公开了一种水质采集数据的方法，提出了一种分层测量污水的水质数据，能够使避免由于污水中污染物分布不均匀而导致的水质数据出现偏差的发生，而且多层测量的方法有大数据处理相结合，将污水水质的数据最详细的上传给综合信息管理系统，根据已有的大数据信息库，筛选出最优化的指令参数，使系统建设成本低，系统运行更高效、更节能;此外，每一层污水中的水质数据经过分析处理后能够在降低设备投入成本的前提下，仍能确保各被测参数的测量精度。
