公布日：2022.09.02
申请日：2022.07.15
分类号：C02F3/12(2006.01)I;C02F3/00(2006.01)I;G01N21/84(2006.01)I
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种基于活性污泥泡沫的污水处理方法及系统，该方法包括：获取曝气池中的水体表面图像；基于水体表面图像，获取泡沫二值图；基于泡沫二值图，获取泡沫的面积、堆积程度以及易碎程度；根据泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的状态；基于活性污泥的状态采取相应的污水处理操作。相对于现有的获取活性污泥状态的方式，本发明基于图像，根据活性污泥泡沫的状态来推断活性污泥的状态，能够快速给出对应的活性污泥状态结果。
权利要求书
1.一种基于活性污泥泡沫的污水处理方法，其特征在于，该方法包括：获取曝气池中的水体表面图像；基于水体表面图像，获取泡沫二值图；基于泡沫二值图，获取泡沫的面积、堆积程度以及易碎程度；根据泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的状态；基于活性污泥的状态采取相应的污水处理操作；泡沫的堆积程度的获取具体为：对泡沫二值图中的泡沫像素进行聚类，得到若干聚类簇；根据每个簇内泡沫像素与簇中心点的距离计算簇内泡沫的第一堆积程度；对簇中心点进行聚类，得到聚类中心点，根据簇中心点与聚类中心点的距离计算簇间泡沫的第二堆积程度；根据第一堆积程度和第二堆积程度获取泡沫的堆积程度。
2.如权利要求1所述的基于活性污泥泡沫的污水处理方法，其特征在于，泡沫的易碎程度的获取具体为：获取多帧水体表面图像，进而得到多帧泡沫二值图；基于多帧泡沫二值图，根据每个像素位置处像素连续为泡沫像素的连续帧数最大值计算泡沫的易碎程度。
3.如权利要求2所述的基于活性污泥泡沫的污水处理方法，其特征在于，根据泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的状态，具体为：将泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度输入推理模型中，经过推理得到活性污泥的状态；活性污泥的状态包括活性污泥老化、活性污泥缺氧、活性污泥过度曝气。
4.如权利要求3所述的基于活性污泥泡沫的污水处理方法，其特征在于，所述推理模型为全连接神经网络。
5.一种基于活性污泥泡沫的污水处理系统，其特征在于，该系统包括：二值图获取模块，用于获取曝气池中的水体表面图像；基于水体表面图像，获取泡沫二值图；参数计算模块，用于基于泡沫二值图，获取泡沫的面积、堆积程度以及易碎程度；污泥状态获取模块，用于根据泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的状态；基于活性污泥的状态采取相应的污水处理操作；泡沫的堆积程度的获取具体为：对泡沫二值图中的泡沫像素进行聚类，得到若干聚类簇；根据每个簇内泡沫像素与簇中心点的距离计算簇内泡沫的第一堆积程度；对簇中心点进行聚类，得到聚类中心点，根据簇中心点与聚类中心点的距离计算簇间泡沫的第二堆积程度；根据第一堆积程度和第二堆积程度获取泡沫的堆积程度。
6.如权利要求5所述的基于活性污泥泡沫的污水处理系统，其特征在于，泡沫的易碎程度的获取具体为：获取多帧水体表面图像，进而得到多帧泡沫二值图；基于多帧泡沫二值图，根据每个像素位置处像素连续为泡沫像素的连续帧数最大值计算泡沫的易碎程度。
7.如权利要求6所述的基于活性污泥泡沫的污水处理系统，其特征在于，根据泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的状态，具体为：将泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度输入推理模型中，经过推理得到活性污泥的状态；活性污泥的状态包括活性污泥老化、活性污泥缺氧、活性污泥过度曝气。
8.如权利要求7所述的基于活性污泥泡沫的污水处理系统，其特征在于，所述推理模型为全连接神经网络。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于活性污泥泡沫的污水处理方法及系统，所采用的技术方案具体如下：第一方面，本发明一个实施例提供了一种基于活性污泥泡沫的污水处理方法，该方法包括以下具体步骤：获取曝气池中的水体表面图像；基于水体表面图像，获取泡沫二值图；基于泡沫二值图，获取泡沫的面积、堆积程度以及易碎程度；根据泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的状态；基于活性污泥的状态采取相应的污水处理操作。
进一步地，泡沫的堆积程度的获取具体为：对泡沫二值图中的泡沫像素进行聚类，得到若干聚类簇；根据每个簇内泡沫像素与簇中心点的距离计算簇内泡沫的第一堆积程度；对簇中心点进行聚类，得到聚类中心点，根据簇中心点与聚类中心点的距离计算簇间泡沫的第二堆积程度；根据第一堆积程度和第二堆积程度获取泡沫的堆积程度。
进一步地，泡沫的易碎程度的获取具体为：获取多帧水体表面图像，进而得到多帧泡沫二值图；基于多帧泡沫二值图，根据每个像素位置处像素连续为泡沫像素的连续帧数最大值计算泡沫的易碎程度。
进一步地，根据泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的状态，具体为：将泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度输入推理模型中，经过推理得到活性污泥的状态；活性污泥的状态包括活性污泥老化、活性污泥缺氧、活性污泥过度曝气。
进一步地，所述推理模型为全连接神经网络。
第二方面，本发明另一个实施例提供了一种基于活性污泥泡沫的污水处理系统，该系统具体包括：二值图获取模块，用于获取曝气池中的水体表面图像；基于水体表面图像，获取泡沫二值图；参数计算模块，用于基于泡沫二值图，获取泡沫的面积、堆积程度以及易碎程度；污泥状态获取模块，用于根据泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的状态；基于活性污泥的状态采取相应的污水处理操作。
进一步地，泡沫的堆积程度的获取具体为：对泡沫二值图中的泡沫像素进行聚类，得到若干聚类簇；根据每个簇内泡沫像素与簇中心点的距离计算簇内泡沫的第一堆积程度；对簇中心点进行聚类，得到聚类中心点，根据簇中心点与聚类中心点的距离计算簇间泡沫的第二堆积程度；根据第一堆积程度和第二堆积程度获取泡沫的堆积程度。
进一步地，泡沫的易碎程度的获取具体为：获取多帧水体表面图像，进而得到多帧泡沫二值图；基于多帧泡沫二值图，根据每个像素位置处像素连续为泡沫像素的连续帧数最大值计算泡沫的易碎程度。
进一步地，根据泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度，推理得到活性污泥的状态，具体为：将泡沫的颜色、面积、堆积程度以及易碎程度输入推理模型中，经过推理得到活性污泥的状态；活性污泥的状态包括活性污泥老化、活性污泥缺氧、活性污泥过度曝气。
进一步地，所述推理模型为全连接神经网络。
本发明实施例至少具有如下有益效果：相对于现有的获取活性污泥状态的方式，本发明基于图像，根据活性污泥泡沫的状态来推断活性污泥的状态，能够快速给出对应的活性污泥状态结果，过程简单，且可得到准确的活性污泥的状态。
（发明人：姚东生;邹美）
