本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能高效環(huán)保污水設(shè)備。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的污水處理設(shè)備中，常用的污水過濾裝置為沙石過濾器，沙石過濾器的體積較大，且過濾器的濾芯容易阻塞板結(jié)，導(dǎo)致過濾效果不佳，且板結(jié)后需要用大量清水進(jìn)行反沖洗，反沖洗產(chǎn)生的污水需要再次進(jìn)行過濾，造成污水處理設(shè)備的污水處理效率不高。尤其是對(duì)于有機(jī)污染物的凈化處理效果非常差，經(jīng)過處理的污水仍然無法達(dá)到再次利用的條件，造成了水資源的浪費(fèi)，并且，污水處理設(shè)備中容易積聚大量的水垢，時(shí)間一長(zhǎng)，影響污水處理效果，設(shè)備無法正常使用，甚至造成設(shè)備損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種節(jié)能高效環(huán)保污水設(shè)備。

本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種節(jié)能高效環(huán)保污水設(shè)備，包括具有進(jìn)水口和出水口的箱體、以及箱體內(nèi)設(shè)置的第一級(jí)過濾組件和第二級(jí)過濾組件；在所述出水口上設(shè)有抽水泵，在箱體頂端設(shè)有用于控制抽水泵的控制箱；所述箱體內(nèi)部的底端設(shè)有排污口，在所述排污口上可拆卸地安裝有堵頭；所述箱體內(nèi)壁涂敷有Al-Ni-Zn三元合金防垢層。

本發(fā)明的有益效果為：本污水處理裝置設(shè)有兩級(jí)污水過濾結(jié)構(gòu)，集成度高，污水經(jīng)過多級(jí)凈化后，能夠達(dá)到二次利用的條件，節(jié)約水源，節(jié)能環(huán)保；箱體內(nèi)壁涂敷有防垢層，能夠最大限度的減少水垢的產(chǎn)生，保證污水處理效果。

附圖說明

利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是故障檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

附圖標(biāo)記：

進(jìn)水口1、出水口2、箱體3、第一級(jí)過濾組件4、第二級(jí)過濾組件5、抽水泵6、控制箱7、故障檢測(cè)裝置8、排污口9、振動(dòng)信號(hào)采集模塊101、信號(hào)降噪模塊102、故障特征提取模塊103、信號(hào)初步降噪單元104、信號(hào)二級(jí)降噪單元105、信號(hào)末級(jí)降噪單元106。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

如圖1所示的一種節(jié)能高效環(huán)保污水設(shè)備，包括具有進(jìn)水口1和出水口2的箱體3、以及箱體3內(nèi)設(shè)置的第一級(jí)過濾組件4和第二級(jí)過濾組件5；在所述出水口2上設(shè)有抽水泵6，在箱體3頂端設(shè)有用于控制抽水泵6的控制箱7；所述箱體3內(nèi)部的底端設(shè)有排污口9，在所述排污口9上可拆卸地安裝有堵頭10；所述箱體3內(nèi)壁涂敷有Al-Ni-Zn三元合金防垢層。

本污水處理裝置設(shè)有兩級(jí)污水過濾結(jié)構(gòu)，集成度高，污水經(jīng)過多級(jí)凈化后，能夠達(dá)到二次利用的條件，節(jié)約水源，節(jié)能環(huán)保。箱體3內(nèi)壁涂敷有防垢層，能夠最大限度的減少水垢等產(chǎn)生，保證污水處理效果。

優(yōu)選地，所述第一級(jí)過濾組件4為活性炭吸附裝置，所述第二級(jí)過濾組件5為靜電吸附裝置。

優(yōu)選地，還包括用于對(duì)所述抽水泵6進(jìn)行故障分析的故障檢測(cè)裝置8。

優(yōu)選地，如圖2所示，該故障檢測(cè)裝置8包括依次連接的振動(dòng)信號(hào)采集模塊101、信號(hào)降噪模塊102和故障特征提取模塊103。

優(yōu)選地，所述振動(dòng)信號(hào)采集模塊101，用于利用加速度傳感器采集抽水泵6在正常狀態(tài)下及各種故障狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)的原始振動(dòng)信號(hào)。

優(yōu)選地，所述信號(hào)降噪模塊102包括信號(hào)初步降噪單元104、信號(hào)二級(jí)降噪單元105和信號(hào)末級(jí)降噪單元106，所述信號(hào)初步降噪單元104用于利用最小熵反褶積的自適應(yīng)分析方法對(duì)原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行初步降噪；所述信號(hào)二級(jí)降噪單元105用于對(duì)經(jīng)過信號(hào)初步降噪單元104處理后的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行二次降噪；所述信號(hào)末級(jí)降噪單元106用于基于改進(jìn)的綜合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)(EEMD)算法對(duì)信號(hào)二級(jí)降噪后的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行末級(jí)降噪。

優(yōu)選地，所述故障特征提取模塊103用于提取降噪后的振動(dòng)信號(hào)的故障特征信息，具體執(zhí)行：

1)通過二階循環(huán)自相關(guān)函數(shù)對(duì)降噪后的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)分析，獲得二階循環(huán)自相關(guān)函數(shù)；

2)對(duì)該二階循環(huán)自相關(guān)函數(shù)進(jìn)行時(shí)域切片，獲得時(shí)域切片信號(hào)，從而提取出振動(dòng)信號(hào)的故障特征信息。

其中，所述利用最小熵反褶積的自適應(yīng)分析方法對(duì)原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行初步降噪，包括：

1)采用范數(shù)衡量熵的大小，并把其作為目標(biāo)函數(shù)，求目標(biāo)函數(shù)的最大值，即為最優(yōu)濾波器系數(shù)；

2)運(yùn)用該最優(yōu)濾波器系數(shù)對(duì)原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行反褶積運(yùn)算，得出濾波器系數(shù)；

3)使用得到的濾波器系數(shù)設(shè)計(jì)FIR濾波器對(duì)原始振動(dòng)歷史信號(hào)進(jìn)行濾波。

在本實(shí)施例中，對(duì)采集的原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行多次降噪，能夠有效地消除噪聲對(duì)數(shù)據(jù)的影響，從而有利于更精確地提高對(duì)抽水泵6進(jìn)行故障分析的精度，其中采用最小熵反褶積的自適應(yīng)分析方法和改進(jìn)的綜合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)(EEMD)算法相結(jié)合的方式對(duì)原始振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行降噪，有效降低了原始振動(dòng)信號(hào)中的噪聲部分，能提高原始振動(dòng)信號(hào)的信噪比，削弱噪聲對(duì)綜合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)(EEMD)分解后的微弱信號(hào)特征提取的干擾，進(jìn)一步提高故障特征提取精度，從而有益于提高對(duì)抽水泵6的故障識(shí)別的精度。

優(yōu)選地，所述信號(hào)二級(jí)降噪單元105具體執(zhí)行：

1)對(duì)經(jīng)過信號(hào)初步降噪單元104降噪的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行小波轉(zhuǎn)換，得到不同頻帶上的振動(dòng)信號(hào)，然后采用滑動(dòng)窗技術(shù)對(duì)各頻帶上的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分段處理，提取振動(dòng)信號(hào)的時(shí)間序列W和Y，以及各段信號(hào)的小波系數(shù)其中g(shù)＝1，2，3…，為振動(dòng)信號(hào)的頻帶數(shù)，m＝1，2，3…，為小波系數(shù)的序列，則各頻帶的功率譜密度可表示為|M(W,Y)|²，然后對(duì)功率譜密度進(jìn)行一階平滑處理，得到平滑后的振動(dòng)信號(hào)θ(W,Y)；

2)設(shè)定第n個(gè)頻帶上振動(dòng)信號(hào)中各段信號(hào)的閥值T，根據(jù)該閥值T對(duì)各段信號(hào)進(jìn)行降噪，削除超出閥值T以外的振動(dòng)信號(hào)，然后將降噪后的各段信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)，之后進(jìn)入信號(hào)末級(jí)降噪單元106進(jìn)行進(jìn)一步降噪處理；

在本實(shí)施例中，利用小波技術(shù)和滑動(dòng)窗技術(shù)對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行降噪處理，并將降噪后的各段信號(hào)進(jìn)行重構(gòu)，使得各段噪聲處理更加靈活準(zhǔn)確，降噪效果更好。

優(yōu)選地，所述第n個(gè)頻帶上振動(dòng)信號(hào)中各段信號(hào)的閥值T由以下公式計(jì)算得到：

其中β為人為設(shè)定的閥值系數(shù)，θ_max(W,Y)和θ_min(W,Y)分別為平滑后的振動(dòng)信號(hào)θ(W,Y)的最大值和最小值，為所述的各段信號(hào)的小波系數(shù)的中值的絕對(duì)值。

在本實(shí)施例中，各段信號(hào)的閥值能夠根據(jù)振動(dòng)信號(hào)中各頻帶的功率譜密度和小波系數(shù)自適應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整，使得降噪更加準(zhǔn)確，且不受振動(dòng)信號(hào)長(zhǎng)度的影響，有利于實(shí)現(xiàn)針對(duì)抽水泵6的故障的精確識(shí)別，確保污水設(shè)備的健康運(yùn)作。

優(yōu)選地，所述平滑后的振動(dòng)信號(hào)采用以下經(jīng)過優(yōu)化的平滑公式得到：

其中，θ(W,Y)表示時(shí)間序列為W和Y的振動(dòng)信號(hào)，θ(W-1,Y)為時(shí)間序列為W-1和Y的振動(dòng)信號(hào)，設(shè)定θ(0,Y)＝0，β為閥值系數(shù)，N為采用的窗函數(shù)的長(zhǎng)度，|M(W,Y)|²為振動(dòng)信號(hào)θ(W,Y)所對(duì)應(yīng)頻帶的功率譜密度。

在本實(shí)施例中，采用優(yōu)化的平滑公式進(jìn)行振動(dòng)信號(hào)的平滑處理，該公式不僅考慮了閥值系數(shù)的影響，也考慮了窗函數(shù)的長(zhǎng)度的影響，使得該平滑處理更精確，適用范圍更廣。

優(yōu)選地，所述基于改進(jìn)的綜合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)(EEMD)算法對(duì)二級(jí)降噪后的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行末級(jí)降噪，包括：

(1)設(shè)定高低頻的分界線，采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的自適應(yīng)時(shí)頻分析方法(EMD)將初步降噪后的原始振動(dòng)信號(hào)按高低頻分解成不同的固有模態(tài)函數(shù)；

(2)對(duì)所得的固有模態(tài)函數(shù)進(jìn)行傅里葉變換，獲得多個(gè)含有高頻成分的固有模態(tài)函數(shù)和多個(gè)含有低頻成分的固有模態(tài)函數(shù)，將多個(gè)含有高頻成分的固有模態(tài)函數(shù)組合成新的本征模態(tài)函數(shù)C_H，將多個(gè)含有低頻成分的固有模態(tài)函數(shù)組合成新的本征模態(tài)函數(shù)C_L：

式中，C₁,C₂,…,C_a表示含有高頻成分的固有模態(tài)函數(shù)，C_1+a,C_2+a,…,C_b表示含有低頻成分的固有模態(tài)函數(shù)，a是含有高頻成分的固有模態(tài)函數(shù)的最大層數(shù)，b是含有低頻成分的固有模態(tài)函數(shù)的最大層數(shù)；

(3)對(duì)本征模態(tài)函數(shù)C_H、C_L分別進(jìn)行綜合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)(EEMD)分解，提取敏感的固有模態(tài)函數(shù)。

其中對(duì)本征模態(tài)函數(shù)C_L進(jìn)行綜合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)(EEMD)分解時(shí)選取的整合次數(shù)為100，選取的白噪聲幅值為[0.2,0.6]；對(duì)本征模態(tài)函數(shù)C_H進(jìn)行綜合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)(EEMD)分解時(shí)選取的整合次數(shù)為100，選取的白噪聲幅值滿足：

式中，E_n為選取的白噪聲的能量標(biāo)準(zhǔn)差，E_h為原始振動(dòng)信號(hào)的最優(yōu)高頻成分的能量標(biāo)準(zhǔn)差，其中最優(yōu)高頻成分為與原始振動(dòng)信號(hào)相關(guān)性最大的固有模態(tài)函數(shù)；

其中，通過下式計(jì)算固有模態(tài)函數(shù)與原始振動(dòng)信號(hào)的相關(guān)性：

式中，relativeR_i(j)表示R_i(j)與原始振動(dòng)信號(hào)的相關(guān)性，M為原始振動(dòng)信號(hào)的采樣點(diǎn)數(shù)，x₀(j)表示第j個(gè)原始振動(dòng)信號(hào)，R_i(j)表示與第j個(gè)原始振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的第i個(gè)固有模態(tài)函數(shù)，k表示與第j個(gè)原始振動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的固有模態(tài)函數(shù)的數(shù)量，為原始振動(dòng)信號(hào)的均值。

本優(yōu)選實(shí)施例通過將多個(gè)高頻成分疊加組合成新的本征模態(tài)函數(shù)C_H，將多個(gè)低頻成分疊加組合成新的本征模態(tài)函數(shù)C_L，避免了EMD中的模態(tài)混疊現(xiàn)象，提高了綜合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)(EEMD)的分解精度，為下一步的故障特征提取打下基礎(chǔ)；此外，采用上述方式對(duì)白噪聲幅值進(jìn)行優(yōu)化，提高了綜合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)(EEMD)的分解精度，利于下一步對(duì)抽水泵6的故障特征提取。

根據(jù)上述實(shí)施例，發(fā)明人進(jìn)行了一系列測(cè)試，以下是進(jìn)行測(cè)試得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明能夠精確、快速地對(duì)抽水泵6進(jìn)行故障檢測(cè)和維修，確保污水設(shè)備的正常運(yùn)行。

最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。