中铁城际矾花图像识别智能加药系统是一种应用于污水处理厂深度处理工艺的智能化控制装置，旨在通过实时监测和分析矾花状态优化混凝剂投加，提升出水水质稳定性并降低运行成本。以下是其核心要点：

系统背景与需求

应用场景

主要用于污水深度处理中的混凝沉淀工艺（如磁混凝澄清技术），通过投加混凝剂和絮凝剂去除COD、SS、TP等污染物，确保出水达到一级A排放标准（SS≤10mg/L、TP≤0.5mg/L）。

传统加药依赖人工观测矾花形态和经验判断，存在效率低、依赖人员素质、难以应对水质波动等问题。

技术难点

矾花形成受水质（浊度、pH、温度等）和水量影响显著，需动态调整药剂投加量。

需解决水下图像采集的噪声干扰、矾花特征提取精度及多参数协同控制难题。

系统组成与功能

硬件系统

水下图像采集装置：采用200万像素工业相机，搭配LED照明和自清洁机构，实时捕获矾花动态图像。

水质监测仪表：增设流量计、温度计、pH计、电导率仪、TP计及出水浊度仪，实时监测进水水质和水量。

智慧集成控制柜：集成PLC、智能算法服务器、数据传输模块，实现数据采集、处理、决策与设备控制。

软件系统

预处理：灰度转换、中值滤波去噪、阈值分割（类间方差法+迭代法）。

特征提取：通过区域增长算法计算矾花密度、平均面积及数量。

智能决策：基于BP神经网络模型（Joone框架），将矾花特征与水质数据结合，分类判断投药状态（多加、少加、合适等）。

图像处理算法：

控制逻辑：通过PID算法调节加药泵频率，实现药剂投加量的精准控制。

技术优势与效果

智能化控制

替代人工观测，实时分析矾花图像特征（密度、面积）与水质数据（浊度、pH、流量等），动态调整混凝剂投加量。

适应水质波动，减少人工干预，降低对运维人员经验的依赖。

经济效益与环境效益

节能降耗：减少混凝剂、絮凝剂投加量（如磁混凝池药剂用量显著降低），降低运行成本。

稳定出水水质：保障沉淀池出水浊度≤3NTU，提升后续过滤和消毒效率。

工程验证

在城东污水处理厂（10万m³/d规模）应用后，混凝单元实现无人化控制，出水指标稳定达标，验证了系统的可靠性。

矾花图像识别智能加药系统通过融合图像处理、机器学习与自动化控制技术，解决了传统混凝工艺中加药控制粗放、响应滞后的问题，为污水处理厂的智能化升级提供了高效解决方案。其核心价值在于提升处理效率、降低能耗，并为应对复杂水质波动提供了技术支撑。

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