大型养殖场超标废水排放预警方法

　　申请日2016.10.20

　　公开(公告)日2017.04.12

　　IPC分类号G01N33/18

　　摘要

　　本发明公开了一种大型养殖场超标废水排放预警方法，包括设于废水排出管道内的若干个水质检测装置，每个水质检测装置均包括重金属传感器、一氯胺传感器、pH值传感器、臭氧传感器、COD生物传感器和总磷传感器;还包括计算机，计算机分别与各个重金属传感器、各个一氯胺传感器、各个pH值传感器、各个臭氧传感器、各个COD生物传感器和各个总磷传感器电连接。本发明具有检测灵敏度高，准确性好的特点。

　　摘要附图

 

　　权利要求书

　　1.一种大型养殖场超标废水排放预警方法，其特征是，包括设于废水排出管道内的若干个水质检测装置，每个水质检测装置均包括重金属传感器(1)、一氯胺传感器(2)、pH值传感器(3)、臭氧传感器(4)、COD生物传感器(5)和总磷传感器(6);还包括计算机(7)，计算机分别与各个重金属传感器、各个一氯胺传感器、各个pH值传感器、各个臭氧传感器、各个COD生物传感器和各个总磷传感器电连接;

　　包括如下步骤：

　　(1-1)计算机控制各个传感器开始进行检测;

　　(1-2)计算机将每种传感器的检测信号进行平均，得到每种传感器的平均检测信号;

　　(1-3)对每种传感器的平均检测信号进行如下处理：

　　对于平均检测信号中的每个时刻t，计算机计算t-T时刻至t时刻的电压幅度均值VU(t)、电压幅度最大值MA(t)和电压幅度最小值MI(t);

　　设定

　　$V1\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}\theta \left(t\right)& MA\left(t\right)\&GreaterEqual;MI\left(t\right)\\ 360-\theta \left(t\right)& MA\left(t\right)<MI\left(t\right)\end{array}\right.,$

　　$V2\left(t\right)=1-\frac{5}{\left(\right|VU\left(t\right)|+|MA\left(t\right)|+|MI\left(t\right)\left|\right)}min(VU\left(t\right),MA\left(t\right),MI\left(t\right)),$

　　$V3\left(t\right)=0.45\sqrt{{\mathrm{VU}}^2\left(t\right)+{\mathrm{MA}}^2\left(t\right)+{\mathrm{MI}}^2\left(t\right)},$

　　$V\left(t\right)=\sqrt{\frac{V1\left(t\right)+\sqrt{V{2}^2\left(t\right)-V{3}^2\left(t\right)}}{V1\left(t\right)-\sqrt{V{2}^2\left(t\right)-V{3}^2\left(t\right)}}},$

　　其中，

　　设定重金属传感器、一氯胺传感器、pH值传感器、臭氧传感器、COD生物传感器、总磷传感器的V(t)分别为Vs1(t)、Vs2(t)、Vs3(t)、Vs4(t)、Vs5(t)和Vs6(t);

　　(1-4)利用公式计算综合判断指标Eva(t);

　　当Eva(t)≥R1的时候，计算机做出当前时刻养殖场废水排放良好的判断;

　　当R1>Eva(t)≥R2，计算机做出当前时刻养殖场废水排放合格的判断;

　　当Eva(t)

　　2.根据权利要求1所述的大型养殖场超标废水排放预警方法，其特征是，对步骤(1-2)中的平均检测信号进行如下处理：

　　设每种传感器的平均检测信号为s(n)=[s(0)，s(1)，…，s(n-1)]，利用公式对s(i)的继承连续性进行判定，

　　当或则将s(i)删除，i=1，2，...，n-2;

　　得到满足继承连续性的平均检测信号。

　　3.根据权利要求1所述的大型养殖场超标废水排放预警方法，其特征是，水质检测装置还包括固定于废水排出管道上的固定座(16)，固定座下部设有上端开口的筒状金属网(14)，各个传感器均位于金属网中。

　　4.根据权利要求3所述的大型养殖场超标废水排放预警方法，其特征是，金属网内侧设有毛刷，固定座内设有带动毛刷沿金属网内周面转动的毛刷电机(9)，毛刷电机与计算机电连接。

　　5.根据权利要求1或2或3或4所述的大型养殖场超标废水排放预警方法，其特征是，R1为1至3;R2为0.5至0.87。

　　6.根据权利要求1或2或3或4所述的大型养殖场超标废水排放预警方法，其特征是，步骤(1-1)和(1-2)之间还包括如下修正步骤：

　　计算机在平均检测信号中选取若干个时间间隔为Δt的采样值，各个采样值按照时间先后顺序排列构成检测信号I(t);

　　对于I(t)中第一个采样值和最后一个采样值之外的每个采样值ES(t1)，利用公式计算平稳系数ratio;

　　计算机预先设有依次增大的权重阈值0.5，1和1.65;

　　对于ratio位于[1-A1，1+A1]范围内的采样值，将采样值修正为B1ES(t1)，A1为0.15至0.3，B1为小于0.4的实数;

　　对于ratio位于(0.6，1-A1)或(1+A1，1.65)范围内的采样值，将采样值修正为B2ES(t1)，

　　用修正过的各个采样值代替I(t)中的对应采样值，得到经过修正的检测信号I(t)，用检测信号I(t)替换平均检测信号。

　　说明书

　　大型养殖场超标废水排放预警方法

　　技术领域

　　本发明涉及水质检测技术领域，尤其是涉及一种检测灵敏度高，准确性好的大型养殖场超标废水排放预警方法。

　　背景技术

　　从传感器和信息监测技术的发展来看，成熟、稳定、高性能的传感器产品已经被应用到各类监测系统中，配合合适的传感器数据采集系统，期望达到信息采集的最优化。但由于户外监测环境变化较大、监测信息格式复杂、信息量大，如果不能有效地对这些数据进行预判和及时处理，很多异常数据将不能有效辨识，缺失信息将降低传感器系统监测的有效性，而且监测数据的分析必须建立在准确有效的监测数据之上，错误或者异常的监测数据将降低数值分析的结果，从而影响到系统的功能与特性分析，给后续数据处理带来很大的误差，正常信息不能得到有效利用。

　　发明内容

　　本发明的发明目的是为了克服现有技术中用于监测的传感器存在采集偶然误差的不足，提供了一种检测灵敏度高，准确性好的大型养殖场超标废水排放预警方法。

　　为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

　　一种大型养殖场超标废水排放预警方法，包括设于废水排出管道内的若干个水质检测装置，每个水质检测装置均包括重金属传感器、一氯胺传感器、pH值传感器、臭氧传感器、COD生物传感器和总磷传感器;还包括计算机，计算机分别与各个重金属传感器、各个一氯胺传感器、各个pH值传感器、各个臭氧传感器、各个COD生物传感器和各个总磷传感器电连接;

　　重金属传感器用于检测重金属离子，铬、汞等;一氯胺传感器用于检测氯胺含量，pH值传感器用于检测pH值，臭氧传感器用于检测臭氧含量，COD生物传感器用于检测化学耗氧量指标，总磷传感器用于检测含磷物质的含量。

　　包括如下步骤：

　　(1-1)计算机控制各个传感器开始进行检测;

　　(1-2)计算机将每种传感器的检测信号进行平均，得到每种传感器的平均检测信号;

　　(1-3)对每种传感器的平均检测信号进行如下处理：

　　对于平均检测信号中的每个时刻t，计算机计算t-T时刻至t时刻的电压幅度均值VU(t)、电压幅度最大值MA(t)和电压幅度最小值MI(t);

　　设定

　　其中，

　　设定重金属传感器、一氯胺传感器、pH值传感器、臭氧传感器、COD生物传感器、总磷传感器的V(t)分别为Vs1(t)、Vs2(t)、Vs3(t)、Vs4(t)、Vs5(t)和Vs6(t);

　　(1-4)利用公式计算综合判断指标Eva(t);

　　当Eva(t)≥R1的时候，计算机做出当前时刻养殖场废水排放良好的判断;

　　当R1>Eva(t)≥R2，计算机做出当前时刻养殖场废水排放合格的判断;

　　当Eva(t)

　　本发明的各个水质检测装置，可以及时检测废水排出管道内的水质，从而及时发现废水超标的情况，计算机对检测信号进行处理并做出水质判断。

　　作为优选，对步骤(1-2)中的平均检测信号进行如下处理：

　　设每种传感器的平均检测信号为s(n)=[s(0)，s(1)，...，s(n-1)]，利用公式对s(i)的继承连续性进行判定，

　　当或则将s(i)删除，i=1，2，...，n-2;

　　得到满足继承连续性的平均检测信号。

　　对出水口的水质检测及判断，便于及时发现污染源所处的位置，为阻断污染提供技术支持。

　　作为优选，水质检测装置还包括固定于河道壁上的固定座，固定座下部设有上端开口的筒状金属网，各个传感器均位于金属网中。

　　作为优选，金属网内侧设有毛刷，固定座内设有带动毛刷沿金属网内周面转动的毛刷电机，毛刷电机与计算机电连接。

　　作为优选，R1为1至2;R2为0.4至0.8。

　　作为优选，步骤(1-1)和(1-2)之间还包括如下修正步骤：

　　计算机在平均检测信号中选取若干个时间间隔为Δt的采样值，各个采样值按照时间先后顺序排列构成检测信号I(t);

　　对于I(t)中第一个采样值和最后一个采样值之外的每个采样值ES(t1)，利用公式计算平稳系数ratio;

　　计算机预先设有依次增大的权重阈值0.5，1和1.65;

　　对于ratio位于[1-A1，1+A1]范围内的采样值，将采样值修正为B1 ES(t1)，A1为0.15至0.3，B1为小于0.4的实数;

　　对于ratio位于(0.6，1-A1)或(1+A1，1.65)范围内的采样值，将采样值修正为B2ES(t1)，B1

　　用修正过的各个采样值代替I(t)中的对应采样值，得到经过修正的检测信号I(t)，用检测信号I(t)替换平均检测信号。

　　因此，本发明具有如下有益效果：检测灵敏度高，准确性好，监测范围广。