1.本发明涉及污水处理技术领域，更具体的说，特别涉及一种活性炭吸附过滤的污水处理系统。
背景技术：
2.近年来，随着人们生活水平的提高和环境意识的增强，国内污水处理行业已进入新的发展阶段，市政污水厂提升污水处理标准的改造也逐步加快。
3.污水处理一般包括曝气、气浮、沉淀、过滤等步骤，曝气是指将空气中的氧强制向液体中转移的过程，其目的是使得污水获得溶解氧，从而保证污水中的微生物在分解有机质时的具有充足的溶解氧，增加化学物理反应的充分性，去除水中少量碳酸氢根等。
4.在曝气过程中曝气池产生大量气泡常常是常见的问题，气泡不仅影响了曝气效果，同时还会影响整个处理系统的稳定性，另外，产生的气泡的颜色和形态也和污水中污染物的成分、含量有极大的关系。而常规的过滤、曝气、沉淀等步骤对于污染物的净化还是需要依靠药剂来实现。而且，当投加的药剂不足时，达不到净化要求；而投加药剂过量时会随着浮渣排出，造成药剂的浪费，既使得运行成本增加，也使得污泥量处理费用增加；也不能针对污水中具体的污染物成分、含量等进行精准净化。
5.因此，现有技术存在的问题，有待于进一步改进和发展。
技术实现要素：
6.（一）发明目的：为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种活性炭吸附过滤的污水处理系统。
7.（二）技术方案：为了解决上述技术问题，本技术方案提供一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，包括：曝气单元、沉淀单元、过滤单元、分析单元、控制单元和净化装置；所述曝气单元利用曝气装置将污水进行曝气；所述沉淀单元包括承载污水的容置空间和图像采集单元，所述容置空间为曝气后的污水去除悬浮颗粒得到净化水体，所述图像采集单元实时采集所述容置空间内经过沉淀后污水的污水图像，所述污水图像为可见光图像；所述过滤单元包括设置在沉淀单元出水口的活性炭颗粒，用于将沉淀单元的净化水体进行过滤处理标准水体；所述分析单元根据拍摄的容置空间内的污水图像的像素值进行分析，确定沉淀单元中的污水需要补药的位置和补药量；所述控制单元根据所述分析单元确定补药的位置和补药量，向净化装置发送投药命令。
8.所述一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，其中，所述分析单元将所述沉淀单元的容置空间划分为多个格子，所述图像采集单元将采集的污水图像对照所述容置空间划分的格子对应划分得到格子图像；
所述分析单元将不同格子图像进行动态监控，根据动态监控结果，调整或确定容置空间对应格子的补药量和补药位置。
9.所述一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，其中，还包括存储单元，所述存储单元存储有无需添加净化药品的标准像素值，污水中不同污染物对应的污染物标准像素值对照表，以及药品需求信息表；所述标准像素值可以通过输入单元进行输入或修改。
10.所述一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，其中，所述分析单元通过对拍摄的污水图像进行分析，确定经过沉淀后的污水需要补药的位置和补药量的具体实现步骤为：步骤一，所述分析单元读取采集的污水图像中的每个格子图像的像素值，确定污水图像中每个格子图像对应格子所对应的污染物；步骤二，所述分析单元根据确定的污染物，确定该格子图像对应的药品需求信息，包括需求药品的种类和药量；步骤三，所述分析单元对应该格子图像对应的容置空间中的格子，确定补药位置。
11.所述一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，其中，所述步骤一包括，所述分析单元将每个格子图像的像素值分别与不同污染物对应的污染物标准像素值做差值计算，得到第一差值；当所述第一差值的绝对值小于等于第一阈值时，当前格子图像对应当前污染物标准像素值对应的污染物；当格子图像的像素值与多个污染物对应的污染物标准像素值的第一差值的绝对值均小于第一阈值时，所述分析单元选择最小的第一差值绝对值对应的污染物标准像素值对应的污染物，为当前格子图像对应的污染物。
12.所述一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，其中，所述步骤二具体步骤为，所述分析单元将当前格子图像中像素值与对应污染物的对应污染物标准像素值作差，得到污染物标准像素差值，然后分析单元在药品需求信息表中查找当前污染物标准像素差值，读取当前污染物标准像素差值对应的药品需求信息。
13.所述一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，其中，当药品需求信息表没有查找到当前污染物标准像素差值时，所述分析单元将当前污染物标准像素差值与药品需求信息表中的污染物标准像素差值作差，得到第二差值，选择第二差值的绝对值最小时对应的药品需求信息表中的污染物标准像素差值，为当前污染物标准像素差值对应的药品需求信息表中的污染物标准像素差值，所述分析单元读取药品需求信息表中该污染物标准像素差值对应的药品需求信息。
14.所述一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，其中，所述曝气单元还包括所述图像采集单元，所述曝气单元的图像采集单元采集经过曝气后水体的污水图像；所述分析单元将曝气池的容置空间划分为多个格子，所述图像采集单元将采集的污水图像对照所述曝气池的容置空间划分的格子对应划分得到格子图像；当所述分析单元读取采集的曝气池污水图像中每个格子图像的像素值，包括与设定的曝气过度像素值差的绝对值小于第二阈值的格子图像时，所述分析单元对气泡的易碎性进行确定，并确定曝气装置产生的溶气气泡中的含氧量。
15.所述一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，其中，分析单元根据格子图像中气泡
的覆盖面积确定在曝气过程中形成气泡的易碎性，具体实现步骤如下，步骤a，分析单元将格子图像中包括气泡的格子图像筛选后组成气泡图像集合；步骤b，分析单元确定气泡图像集合中包括气泡像素点的数量；步骤c，分析单元确定气泡在污水图像中的覆盖率，给出气泡的易碎等级；步骤d，分析单元将气泡易碎等级对应所需溶气气泡中含氧量发送至控制单元，控制单元调整曝气装置产生的溶气气泡的含氧量。
16.所述一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，其中，所述存储单元存储有气泡稳定等级表，所述气泡稳定登记表中包括气泡在污水图像中不同覆盖率对应的等级，以及每个等级对应的所需溶气气泡的含氧量；所述步骤c包括，分析单元计算污水图像中像素点的总数量，根据污水图像中像素点的总数量、第一像素点数量得到气泡在污水图像中的覆盖率；分析单元在气泡稳定等级表中查找对应的气泡在污水图像中的覆盖率，并输出对应气泡在污水图像中的覆盖率所需溶气气泡的含氧量。
17.（三）有益效果：本发明提供一种活性炭吸附过滤的污水处理系统通过分格的区域图像采集，以及分格补药，防止过量加药，避免了运行成本的增加，也避免了污泥处理费用的增加；另外，通过曝气时产生的气泡大小和状态，及时调整气泡产生的参数，调整曝气装置产生的溶气气泡中的含氧量提高气泡带出水悬浮物的效率。
附图说明
18.图1是本发明一种活性炭吸附过滤的污水处理系统分析单元确定需要补药的位置和补药量的步骤示意图；图2是本发明一种活性炭吸附过滤的污水处理系统分析单元确定曝气过程中形成的气泡易碎性的步骤示意图。
具体实施方式
19.下面结合优选的实施例对本发明做进一步详细说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是，本发明显然能够以多种不同于此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
20.附图是本发明的实施例的示意图，需要注意的是，此附图仅作为示例，并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明的实际要求保护范围构成限制。
21.一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，包括：曝气单元、沉淀单元、过滤单元、分析单元、控制单元和净化装置。所述曝气单元将污水进行曝气；沉淀单元为曝气后的污水去除悬浮颗粒并提供容置空间，对经过曝气的污水进行沉淀处理得到净化水体，容置空间方便对曝气沉淀后污水（净化水体）表面进行图像采集，得到污水图像。所述过滤单元将沉淀单元的净化水体进行过滤处理，得到标准水体。
22.所述分析单元通过对拍摄的污水图像进行分析，确定经过曝气后在沉淀池的污水需要补药的位置和补药量，从而保证在污水处理时，药量投放、投药位置更加准确，不仅避免了由于投药过量造成的运行成本增加，避免了污泥量处理费用的增加。
23.本发明的补药方案优先用于沉淀阶段，即沉淀单元的沉淀池，也可以根据实际情况应用于曝气单元的曝气池。当用于曝气单元的曝气池时，此时水体的流速低于设定流速阈值，并在补药时，分析单元根据水体流速计算实际加药位置后，再进行加药操作。本发明可以针对需要投药的位置进行精准投药，缩短了污水处理的时长。所述分析单元根据补药量、补药位置等信息，向所述控制单元发送控制命令，所述控制单元根据控制命令向净化装置发送投药命令，实现精准投药操作。
24.所述曝气单元包括曝气池，所述曝气池包括布水管道、曝气装置、第一出水系统。所述布水管道将待处理污水导入所述曝气池，所述曝气装置将待处理污水进行曝气，增加水体的溶氧量。布水管道和曝气装置的竖直上方可以铺设生物滤料，所述生物滤料依靠承托层承托，用于挡有害细菌和无机物等进入污水处理系统。
25.所述沉淀单元包括沉淀池，所述沉淀池为曝气后的污水去除悬浮颗粒并提供空间。所述沉淀池包括进水系统、排污系统、第二出水系统。所述进水系统与所述曝气池的第一出水系统相互匹配，所述进水系统将所述第一出水系统的水体引入所述沉淀池。所述排污系统将所述沉淀池内的沉淀物排出。所述第二出水系统的出水口设置过滤单元，所述过滤单元可以是活性炭颗粒，其对污水中的可吸附污染物进行吸附过滤，实现对排出的水体进行再次过滤，保证排出净化水体的品质。
26.这里以沉淀阶段的补药为例，所述沉淀单元的沉淀池为承载污水的容置空间，所述沉淀单元还包括图像采集单元。所述容置空间设置实时采集污水图像的所述图像采集单元。所述图像采集单元采集的污水图像仅包括承载污水的容置空间范围内的污水图像。所述图像采集单元可以设置在所述容置空间的竖直上方，并且所述图像采集单元的镜头朝向所述容置空间。所述图像采集单元还可以设置在所述容置空间的内壁上，保证采集的污水图像包括污水表面即可。所述图像采集单元采集的为可见光图像，即彩色图像。
27.所述分析单元将沉淀阶段的容置空间划分为多个格子，所述图像采集单元将采集的污水图像对照所述容置空间划分的格子对应划分得到格子图像。
28.所述容置空间侧壁远离污水的一端边沿设置净化装置，所述净化装置可以向指定的格子定点定量补药。所述净化装置连接第一伸缩杆，所述第一伸缩杆远离所述净化装置的一端固定在所述容置空间侧壁远离污水的一端边沿。
29.所述净化装置包括补药单元和搅拌单元。所述补药单元可以是用于补药的管道：补药管道，所述补药管道一端固定在所述第一伸缩杆远离所述容置空间内壁的一端上，并且所述补药管道处于所述第一伸缩杆远离所述容置空间内壁方向的延长线上。所述补药管道通过输药管与药箱连接，所述输药管与药箱连接的一端设置启动泵，所述启动泵控制所述药箱中的药品通过所述输药管、所述补药管道投放至目标格子中的污水内。所述补药管道远离所述第一伸缩杆的一端上，靠近污水的一侧长度小于远离污水的一侧，即所述补药管道远离所述第一伸缩杆一端的管口为斜口设置。
30.所述第一伸缩杆与所述补药管道连接一端，靠近污水的一侧设置所述搅拌单元。所述搅拌单元包括第二伸缩杆和搅拌轮，所述第二伸缩杆固定在所述第一伸缩杆远离所述容置空间内壁一端，且靠近污水的一侧。所述搅拌轮设置在所述第二伸缩杆远离所述第一伸缩杆的一端。
31.所述第一伸缩杆、所述启动泵、所述第二伸缩杆和所述搅拌轮的转动电机分别于
所述控制单元连接。所述控制单元可以根据补药所用阶段，调整所述搅拌轮的转动电机转动速度，从而控制对补药位置水体的搅拌力度，例如，当用于沉淀阶段时，所述控制单元减小所述搅拌轮转动电机的转动速度，实现对加药位置水体的微搅拌。
32.所述分析单元将不同格子图像进行动态监控，根据动态监控结果，调整或确定容置空间对应格子的补药量、补药位置、补药角度等。
33.所述分析单元根据对应格子的补药量和补药角度向所述控制单元发出控制命令，所述控制单元根据控制命令的，向所述净化装置发送投药命令，控制所述第一伸缩杆、所述启动泵、所述第二伸缩杆或所述搅拌轮的转动电机的运行，实现目标格子的补药操作。
34.一种活性炭吸附过滤的污水处理系统还包括存储单元，所述存储单元存储有无需添加净化药品的标准像素值，所述标准像素值可以通过输入单元进行输入或修改。
35.所述存储单元还存储有污水中不同污染物对应的污染物标准像素值对照表，以及药品需求信息表。所述污染物标准像素差值是指，污水图像中像素值与污水对应污染物的对应污染物标准像素值的差值。所述的药品需求量是指在容置空间划分的一个格子对应的药品需求量。所述药品需求信息表包括不同污染物对应的污染物标准像素差值对应的药品需求信息。所述药品需求信息包括所需药品的种类、所需药品的药量，搅拌时间等。
36.不同污染物对应的污染物标准像素值对照表，以及不同污染物对应的污染物标准像素差值对应的药品需求量中涉及的污染物可以是一种，也可以是多种。
37.所述分析单元通过对拍摄的污水图像进行分析，确定经过沉淀后的污水需要补药的位置和补药量的具体实现步骤为：步骤一，所述分析单元读取采集的污水图像中的每个格子图像的像素值，确定污水图像中每个格子图像对应格子所对应的污染物；步骤二，所述分析单元根据确定的污染物，确定该格子图像对应的药品需求信息，包括需求药品的种类和药量；步骤三，所述分析单元对应该格子图像对应的容置空间中的格子，确定补药位置。
38.所述分析单元根据确定的补药位置和所使用实现补药的第一伸缩杆的位置关系确定补药角度，从而将药品精准投放。例如，补药位置与最近的第一伸缩杆在水平位置呈30度夹角，那么此时的补药角度为30度。
39.所述步骤一中确定污水图像中每个格子图像对应格子所对应的污染物具体实现方式可以是，所述分析单元将每个格子图像的像素值分别与不同污染物对应的污染物标准像素值做差值计算，得到第一差值。当所述第一差值的绝对值小于等于第一阈值时，则当前格子图像对应当前污染物标准像素值对应的污染物。
40.当格子图像的像素值与多个污染物对应的污染物标准像素值的第一差值的绝对值均小于第一阈值时，则所述分析单元选择最小的第一差值绝对值对应的污染物标准像素值对应的污染物，为当前格子图像对应的污染物。
41.所述步骤二具体步骤为，所述分析单元将当前格子图像中像素值与对应污染物的对应污染物标准像素值作差，得到污染物标准像素差值。然后分析单元在药品需求信息表中查找当前污染物标准像素差值，读取当前污染物标准像素差值对应的药品需求信息。
42.合格的水为无色透明的，因此合格的水对应的图像颜色，应与所述容置空间内壁的颜色相同，这里以所述容置空间设置为白色（255.255.255）为例。
43.当前格子图像对应的污染物为铁离子，格子图像中对应污染物标准像素值为（245.222.179），若当前污染物标准像素差值为（10.33.76），药品需求信息表中对应的是每个格子中所需氢氧根的含量为303.57g，若当前污染物标准像素差值为（5.16.38），药品需求信息表中对应的是每个格子中所需氢氧根的含量为156.58g。
44.药品需求信息在对不同行业的污水处理中，可以根据实际情况进一步调整。
45.当药品需求信息表没有查找到当前污染物标准像素差值时，所述分析单元将当前污染物标准像素差值与药品需求信息表中的污染物标准像素差值作差，得到第二差值，选择第二差值的绝对值最小时对应的药品需求信息表中的污染物标准像素差值，为当前污染物标准像素差值对应的药品需求信息表中的污染物标准像素差值，所述分析单元读取药品需求信息表中该污染物标准像素差值对应的药品需求信息，从而得到当前污染物标准像素差值对应的药品需求信息。
46.需要说明的是，在关于像素值计算中，所述分析单元分别将其r值、g值、b值分别进行计算，得到第一差值、第二差值或污染物标准像素差值。
47.在步骤二中，当药品需求信息表没有查找到当前污染物标准像素差值时，当第二差值中r值、g值、b值均为正值或均为负值时，直接选择第二差值的绝对值最小时对应的药品需求信息表中的污染物标准像素差值，为当前污染物标准像素差值对应的药品需求信息表中的污染物标准像素差值。当第二差值中r值、g值、b值中同时包括正值或负值时，将第二差值中r值、g值、b值中的正值或负值替换为当前值的2倍，避免在求其绝对值时选择的第二差值的绝对值并非最小差值，造成选择的药品需求信息并非最优药品需求信息。
48.所述曝气单元的曝气装置产生大量的溶于水中的溶气气泡，所述溶气气泡为微气泡，微气泡附着絮凝后的悬浮物一起进入沉淀单元的沉淀池，产生的微气泡由于污水中污染物的成分和含量不同、含氧量不同、微气泡程度不同也会呈现颜色不同或易碎性不同等现象。
49.所述曝气单元也可是设置图像采集单元，所述曝气单元的图像采集单元可以设置在所述曝气池的竖直上方，并且所述图像采集单元的镜头朝向所述曝气池。所述图像采集单元还可以设置在所述曝气池的内壁上，保证采集的污水图像包括污水表面即可。所述图像采集单元采集的为可见光图像，即彩色图像。
50.所述分析单元将曝气池的容置空间划分为多个格子，所述图像采集单元将采集的污水图像对照所述曝气池的容置空间划分的格子对应划分得到格子图像。
51.当所述分析单元读取采集的曝气池污水图像中每个格子图像的像素值，与设定的曝气过度像素值差的绝对值小于第二阈值时，所述分析单元对气泡的易碎性进行确定，从而判断是否需要调整曝气装置产生的溶气气泡中的含氧量。设定的曝气过度像素值可以通过输入单元输入，并存储在所述存储单元。
52.对气泡的易碎性进行确定为：分析单元根据格子图像中气泡的覆盖面积确定在曝气过程中形成气泡的稳定性，即确定气泡的易碎性，具体实现步骤如下，步骤a，分析单元将格子图像中包括气泡的格子图像筛选后组成气泡图像集合；步骤b，分析单元确定气泡图像集合中包括气泡像素点的数量；步骤c，分析单元确定气泡在污水图像中的覆盖率，给出气泡的易碎等级；步骤d，分析单元将气泡易碎等级对应所需溶气气泡中含氧量发送至控制单元，控
制单元调整曝气装置产生的溶气气泡的含氧量。
53.所述步骤a具体实现方式包括，所述分析单元读取每个格子图像中每个像素点的像素值，并将每个包括像素点像素值与曝气过度像素值差的绝对值小于第二阈值像素点的格子图像筛选，添加至气泡图像集合。
54.所述步骤b具体实现方式包括，分析单元将每个气泡图像集合中每个格子图像包括像素点像素值与曝气过度像素值差的绝对值小于第二阈值像素点的数量进行计算，得到第一像素点数量。所述第一像素点数量为气泡图像集合中所有像素点像素值与曝气过度像素值差的绝对值小于第二阈值像素点的总数量。
55.所述存储单元存储有每个格子图像的像素点数量，每个格子图像中像素点数量相同。气泡图像集合中每个格子图像包括其像素点总数量、中心像素点坐标等。
56.所述步骤c具体实现方式包括，分析单元计算污水图像中像素点的总数量，并根据污水图像中像素点的总数量、第一像素点数量得到气泡在污水图像中的覆盖率。
57.所述存储单元存储有气泡稳定等级表，所述气泡稳定登记表中包括气泡在污水图像中不同覆盖率对应的等级，以及每个等级对应的所需溶气气泡的含氧量。
58.分析单元在气泡稳定等级表中查找对应的气泡在污水图像中的覆盖率，并输出对应气泡在污水图像中的覆盖率所需溶气气泡的含氧量。其中气泡稳定等级表中的气泡在污水图像中的覆盖率为数值范围。
59.气泡稳定等级表可以是如下表设置，也可以根据具体行业污水的情况进行调整。
[0060][0061]
在本技术中像素值、像素差值优先为rgb值、rgb差值。
[0062]
所述曝气单元的曝气池可以设置净化装置，曝气单元的净化装置与所述沉淀单元的净化装置的结构可以相同，也可以不同，其设置位置可以为曝气池的侧壁，这里不做具体限制。所述分析单元还可以根据曝气池中气泡的rgb值，向所述沉淀池的净化装置或曝气单元的净化装置发送加药命令。
[0063]
一种活性炭吸附过滤的污水处理系统，对于大面积的容置空间，通过分格的区域图像采集，以及分格的补药，进行测试性的补药手段，防止过量加药，既避免了运行成本的
增加，也避免了污泥处理费用的增加。另外还可以根据曝气池气泡的大小、颜色、气泡稳定性等，及时调整曝气装置产生的溶气气泡中的含氧量，避免曝气过度造成的出水悬浮物的增多。
[0064]
以上内容是对本发明创造的优选的实施例的说明，可以帮助本领域技术人员更充分地理解本发明创造的技术方案。但是，这些实施例仅仅是举例说明，不能认定本发明创造的具体实施方式仅限于这些实施例的说明。对本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演和变换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。