一种补加消毒液的快速混合方法与流程

本发明涉及二次供水，尤其涉及一种补加消毒液的快速混合方法。

背景技术：

1、二次供水是指当民用与工业建筑生活饮用水对水压、水量的要求超过城镇公共供水或自建设施供水管网能力时，通过储存、加压等设施经管道供给用户或自用的供水方式。当前二次供水通常采用市政给水→储水设备（下称水箱）→二次增压供水设备→用户用水的供水模式。其中，当市政管网的自来水进入水箱后，因各种原因自来水会在水箱中停留一段时间，若停留时间过长将导致自来水中余氯含量大大降低，使得二次供水水质感官性状差，病菌容易滋生及侵入，进而影响居民用水安全。

2、为了解决上述技术问题，现有技术中针对性的提出了如下相关技术：

3、如公开号为cn111410279a的专利文献公开了一种用于二次供水储水设备补加氯的方法，该方法使用由两个小稀释罐构成的稀释装置将高浓度次氯酸钠原液定量稀释到法规允许的浓度范围后投加到水箱中用于提高水箱中自来水的余氯浓度，其能够有效地保证居民的用水安全。

4、又如公开号为cn113233557a的专利文献公开了一种精确控制的二次供水智能补加氯消毒控制系统，该控制系统包括二次供水水箱、余氯实时采样检测系统、分布式循环投药系统、补加氯系统和人工智能控制器，其采用高精度余氯传感器准确检测水箱内的余氯值，使补加氯系统的投药量更加安全准确，并利用分布式循环投药系统使消毒剂均匀扩散至水箱各处，使消毒剂在水箱内快速混合均匀，保证了余氯实时采样检测系统检测数据准确可靠。

5、上述专利在实际应用时均是通过水泵把消毒液投加到水箱中与自来水进行混合以提高余氯浓度，但由于水箱中自来水的波动幅度较小，导致存在着消毒液难以快速与自来水均匀混合的技术问题。特别是在节假日期间，由于居民外出旅游等原因导致水箱中存留水量较多，投加消毒液后若要使其均匀混合至自来水中，其混合时间可能长达1个小时以上，而在该时段水箱中的自来水余氯浓度是不达标的，若居民在该时段用水将会影响身体健康。

6、另外，现有技术中也公开了在水箱中设置搅拌器，通过搅拌器加快混合消毒液与自来水混合速度的手段，但其存在的问题是搅拌器的启停时间、搅拌速度等难以控制；例如，若搅拌时间过短和/或搅拌速度过低，则消毒液仍然难以快速有效地混合在自来水中，若搅拌时间过长和/或搅拌速度过快，又将导致能耗增加。

7、为此，有必要研发能够有效加快消毒液混合的新技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种补加消毒液的快速混合方法，该方法建立了基于搅拌时间的预测模型，其可根据预测模型定量预测出需要搅拌的时间来加快消毒液的混合速度，解决了补加消毒液不能快速与自来水均匀混合并影响居民用水安全的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种补加消毒液的快速混合方法，包括以下步骤：

4、步骤1：建立搅拌时间预测模型

5、所述搅拌时间预测模型的建立方法为：

6、s1：每次在水箱中自来水余氯浓度低于设定值时，获取水箱中自来水的当前存留水量和当前余氯浓度；每次向水箱中投加消毒液后使用搅拌器进行搅拌，并获取消毒液投加量、实时余氯浓度、搅拌速度和搅拌至达标余氯浓度需要的搅拌时间；

7、s2：基于s1的结果建立若干个水箱容积-存留水量-当前余氯浓度-消毒液投加量-实时余氯浓度-搅拌速度-搅拌时间的数据组，并将数据组分别划分为训练样本库和验证样本库；

8、s3：先基于训练样本库训练卷积神经网络，得到训练好的搅拌时间预测模型；再基于验证样本库对搅拌时间预测模型进行验证，直至得到符合要求的搅拌时间预测模型；

9、步骤2：基于搅拌时间预测模型进行控制

10、在水箱中自来水余氯浓度低于设定值并投加消毒液后，使用搅拌时间预测模型预测搅拌至达标余氯浓度需要的搅拌时间和对应的搅拌速度，然后控制搅拌器按预测的搅拌时间和搅拌速度进行搅拌；

11、步骤3：迭代更新

12、将搅拌时间预测模型每次的输入数据和输出数据作为新的数据组与训练样本库进行比对，更新训练样本库，并重复步骤s3通过反复动态训练优化模型。

13、步骤s1中的当前存留水量、当前余氯浓度、消毒液投加量、实时余氯浓度、搅拌速度和搅拌时间基于不同容积的水箱获得。

14、步骤s1中的搅拌速度根据当前存留水量的增多而增大。

15、步骤s2中的数据组的数量不低于200个。

16、步骤s2中的数据组中训练样本库与验证样本库的比例为5：1。

17、步骤1中，当前存留水量通过设置在水箱中的水位计测量获得，当前余氯浓度和实时余氯浓度均通过设置在水箱中的余氯仪测量获得，搅拌速度和搅拌时间分别通过传感器和计时器测量获得。

18、采用本发明的优点在于：

19、1、本发明所述的快速混合方法包括建立搅拌时间预测模型、基于搅拌时间预测模型进行控制和迭代更新三个步骤，其中的建立搅拌时间预测模型可根据预设试验水箱建立或者根据使用中的水箱预先建立，在实际使用时可由搅拌时间预测模型根据当前的水箱容积、存留水量、当前余氯浓度、消毒液投加量、实时余氯浓度提前预测出需要的搅拌时间和对应的搅拌速度，从而控制搅拌器按相应时间和速度搅拌，达到加快消毒液混合速度的目的。

20、综合来说，本发明可根据预测模型定量预测出需要搅拌的时间来加快消毒液的混合速度，解决了补加消毒液不能快速与自来水均匀混合并影响居民用水安全的技术问题。

21、2、本发明通过迭代更新能够提高搅拌时间预测模型的预测精度，不仅可实现搅拌器的准确控制，还有利于达到既有效混合又降低能耗的效果。

22、3、本发明建立搅拌时间预测模型的存留水量、当前余氯浓度、消毒液投加量、实时余氯浓度、搅拌速度和搅拌时间基于不同容积的水箱获得，其使得搅拌时间预测模型可以在不同工况下保证预测结果的准确性。

23、4、本发明采用了搅拌速度根据当前存留水量增多而增大的方式进行搅拌，其能够在当前存留水量较多时采用较高的搅拌速度进行混合，从而达到快速混合的效果。

24、5、本发明将数据组的数量设置为不低于200个，并使数据组中训练样本库与验证样本库的比例为5：1，其采用了较多的数据进行训练测试，有利于提高搅拌时间预测模型的预测准确度。

技术特征：

1.一种补加消毒液的快速混合方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种补加消毒液的快速混合方法，其特征在于：步骤s1中的当前存留水量、当前余氯浓度、消毒液投加量、实时余氯浓度、搅拌速度和搅拌时间基于不同容积的水箱获得。

3.根据权利要求1所述的一种补加消毒液的快速混合方法，其特征在于：步骤s1中的搅拌速度根据当前存留水量的增多而增大。

4.根据权利要求1所述的一种补加消毒液的快速混合方法，其特征在于：步骤s2中的数据组的数量不低于200个。

5.根据权利要求4所述的一种补加消毒液的快速混合方法，其特征在于：步骤s2中的数据组中训练样本库与验证样本库的比例为5：1。

6.根据权利要求1所述的一种补加消毒液的快速混合方法，其特征在于：步骤1中，当前存留水量通过设置在水箱中的水位计测量获得，当前余氯浓度和实时余氯浓度均通过设置在水箱中的余氯仪测量获得，搅拌速度和搅拌时间分别通过传感器和计时器测量获得。

技术总结
本发明公开了一种补加消毒液的快速混合方法，包括：步骤1：建立搅拌时间预测模型；步骤2：基于搅拌时间预测模型进行控制；在水箱中自来水余氯浓度低于设定值并投加消毒液后，使用搅拌时间预测模型预测搅拌至达标余氯浓度需要的搅拌时间和对应的搅拌速度，然后控制搅拌器按预测的搅拌时间和搅拌速度进行搅拌；步骤3：迭代更新；将搅拌时间预测模型每次的输入数据和输出数据作为新的数据组与训练样本库进行比对，更新训练样本库，并重复步骤S3优化模型。该方法建立了基于搅拌时间的预测模型，其可根据预测模型定量预测出需要搅拌的时间来加快消毒液的混合速度，解决了补加消毒液不能快速与自来水均匀混合并影响居民用水安全的技术问题。

技术研发人员：高晓昆,程立,刘新贵
受保护的技术使用者：重庆昕晟环保科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4