公布日：2023.11.07

申請日：2023.10.07

分類號：C02F1/04(2023.01)I;B01D3/42(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種氨氮廢水處理的人工智能控制方法和系統(tǒng)，通過接收用戶輸入的目標參數(shù)的預設值，并結合實時采集的數(shù)據(jù)，生成控制策略以調(diào)整各個參數(shù)，最終使得目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)達到預設值。本方案借助人工智能技術，實現(xiàn)對氨氮廢水處理過程的自動化控制，減少人為操作，提高處理效率。通過在線儀表和在線檢測儀，實時采集并監(jiān)測多個關鍵參數(shù)，及時掌握處理過程狀態(tài)，提高控制的精確性和靈活性。用戶可以通過交互界面輸入目標參數(shù)的預設值，并可以查看實時數(shù)據(jù)，提供了更好的用戶體驗和操作便捷性。用戶可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)設定目標參數(shù)的預設值，根據(jù)實際情況進行靈活調(diào)整，滿足不同處理要求和環(huán)境條件。

權利要求書

1.一種氨氮廢水處理人工智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：接收用戶輸入的目標參數(shù)的預設值；其中，所述目標參數(shù)包括：脫氨塔進水PH、處理后出水氨氮濃度、冷凝器氨水濃度、塔釜液位、塔釜溫度、塔釜壓力、塔頂溫度、塔頂壓力和冷凝器液位；通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)；其中，所述在線儀表包括：進水流量計、堿液流量計、塔釜液位計、蒸汽流量計、脫氨塔塔頂溫度傳感器、脫氨塔塔底溫度傳感器、脫氨塔塔頂壓力傳感器、脫氨塔塔底壓力傳感器、冷凝器液位計、氨水回流流量計、循環(huán)水進水溫度傳感器和循環(huán)水出水溫度傳感器，所述在線檢測儀包括：脫氨塔進水PH計、氨氮在線檢測儀和冷凝器氨水濃度計；根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)和所述目標參數(shù)的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調(diào)整目標控制閥門運行參數(shù)，在預設時間內(nèi)使得所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)達到所述目標參數(shù)的預設值。

2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收用戶輸入的目標參數(shù)的預設值包括：用戶通過交互界面輸入所述目標參數(shù)的預設值，并通過所述交互界面查看所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)，根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)確定待調(diào)整的目標控制閥門。

3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數(shù)及設備運行實時數(shù)據(jù)的采集頻率為0.5s-3min每次。

4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，若沒有接收到用戶輸入的目標參數(shù)的預設值，則所述目標參數(shù)的預設值為：脫氨塔進水PH≥12，處理后出水氨氮濃度在0-10mg/L，冷凝器氨水濃度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜溫度在100-130℃，塔釜壓力在10-50kpa，塔頂溫度在89-98℃，塔頂壓力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)和所述目標參數(shù)的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調(diào)整目標控制閥門運行參數(shù)具體為：根據(jù)脫氨塔進水PH參數(shù)調(diào)節(jié)堿液流量調(diào)節(jié)閥，使脫氨塔進水PH保持在12以上；根據(jù)氨氮在線檢測儀參數(shù)調(diào)整進水流量調(diào)節(jié)閥、蒸汽流量調(diào)節(jié)閥、氨水回流調(diào)節(jié)閥，使出水氨氮參數(shù)保持在0-10mg/L范圍；根據(jù)冷凝器氨水濃度計參數(shù)調(diào)整氨水回流調(diào)節(jié)閥、氨水外送調(diào)節(jié)閥，使氨水濃度參數(shù)保持在10%-30%；根據(jù)塔釜液位計參數(shù)調(diào)整塔釜液位調(diào)節(jié)閥，使塔釜液位參數(shù)保持在400-1200mm；根據(jù)脫氨塔塔底溫度傳感器參數(shù)調(diào)整蒸汽流量調(diào)節(jié)閥，使塔釜溫度參數(shù)保持在100-130℃；根據(jù)脫氨塔塔底壓力傳感器參數(shù)調(diào)節(jié)蒸汽流量調(diào)節(jié)閥，使塔釜壓力參數(shù)保持在10-50kpa；根據(jù)脫氨塔塔頂溫度傳感器參數(shù)調(diào)節(jié)蒸汽流量調(diào)節(jié)閥和氨水回流調(diào)節(jié)閥，使塔頂溫度參數(shù)保持在89-98℃；根據(jù)脫氨塔塔頂壓力傳感器調(diào)節(jié)氨水回流調(diào)節(jié)閥，使塔頂壓力參數(shù)-10-10kpa；根據(jù)冷凝器液位計參數(shù)調(diào)節(jié)氨水回流調(diào)節(jié)閥，使冷凝器液位參數(shù)保持在200-1200mm。

5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在預設時間內(nèi)使得所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)達到所述目標參數(shù)的預設值之后，還包括：所述預設時間為10-30分鐘，若在所述預設時間后，所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)未達到所述目標參數(shù)的預設值，則發(fā)出報警提醒，同時控制策略和脫氨設備停止運行。

6.一種氨氮廢水處理人工智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：交互模塊：用于接收用戶輸入的目標參數(shù)的預設值及用戶查看實時數(shù)據(jù)；其中，所述目標參數(shù)包括：脫氨塔進水PH，處理后出水氨氮濃度，冷凝器氨水濃度，塔釜液位，塔釜溫度，塔釜壓力，塔頂溫度，塔頂壓力和冷凝器液位；采集模塊：用于通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數(shù)及設備運行實時數(shù)據(jù)；其中，所述在線儀表包括：進水流量計、堿液流量計、塔釜液位計、蒸汽流量計、脫氨塔塔頂溫度傳感器、脫氨塔塔底溫度傳感器、脫氨塔塔頂壓力傳感器、脫氨塔塔底壓力傳感器、冷凝器液位計、氨水回流流量計、循環(huán)水進水溫度傳感器和循環(huán)水出水溫度傳感器，所述在線檢測儀包括：脫氨塔進水PH計、氨氮在線檢測儀和冷凝器氨水濃度計；控制策略模塊：用于根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)和所述目標參數(shù)的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調(diào)整目標控制閥門運行參數(shù)，在預設時間內(nèi)使得所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)達到所述目標參數(shù)的預設值。

7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述交互模塊接收用戶輸入的目標參數(shù)的預設值包括：用戶通過交互界面輸入所述目標參數(shù)的預設值，并通過所述交互界面查看所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)，根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)確定待調(diào)整的目標控制閥門。

8.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集模塊通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)的采集頻率為0.5s-3min每次。

9.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：默認參數(shù)模塊：用于若沒有接收到用戶輸入的目標參數(shù)的預設值，則所述目標參數(shù)的預設值為：脫氨塔進水PH≥12，處理后出水氨氮濃度在0-10mg/L，冷凝器氨水濃度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜溫度在100-130℃，塔釜壓力在10-50kpa，塔頂溫度在89-98℃，塔頂壓力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)和所述目標參數(shù)的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調(diào)整目標控制閥門運行參數(shù)具體為：根據(jù)脫氨塔進水PH參數(shù)調(diào)節(jié)堿液流量調(diào)節(jié)閥，使脫氨塔進水PH保持在12以上；根據(jù)氨氮在線檢測儀參數(shù)調(diào)整進水流量調(diào)節(jié)閥、蒸汽流量調(diào)節(jié)閥、氨水回流調(diào)節(jié)閥，使出水氨氮參數(shù)保持在0-10mg/L范圍；根據(jù)冷凝器氨水濃度計參數(shù)調(diào)整氨水回流調(diào)節(jié)閥、氨水外送調(diào)節(jié)閥，使氨水濃度參數(shù)保持在10%-30%；根據(jù)塔釜液位計參數(shù)調(diào)整塔釜液位調(diào)節(jié)閥，使塔釜液位參數(shù)保持在400-1200mm；根據(jù)脫氨塔塔底溫度傳感器參數(shù)調(diào)整蒸汽流量調(diào)節(jié)閥，使塔釜溫度參數(shù)保持在100-130℃；根據(jù)脫氨塔塔底壓力傳感器參數(shù)調(diào)節(jié)蒸汽流量調(diào)節(jié)閥，使塔釜壓力參數(shù)保持在10-50kpa；根據(jù)脫氨塔塔頂溫度傳感器參數(shù)調(diào)節(jié)蒸汽流量調(diào)節(jié)閥和氨水回流調(diào)節(jié)閥，使塔頂溫度參數(shù)保持在89-98℃；根據(jù)脫氨塔塔頂壓力傳感器調(diào)節(jié)氨水回流調(diào)節(jié)閥，使塔頂壓力參數(shù)-10-10kpa；根據(jù)冷凝器液位計參數(shù)調(diào)節(jié)氨水回流調(diào)節(jié)閥，使冷凝器液位參數(shù)保持在200-1200mm。

10.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：安全模塊：用于所述預設時間為10-30分鐘，若在所述預設時間后，所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)未達到所述目標參數(shù)的預設值，則發(fā)出報警提醒，同時控制策略和脫氨設備停止運行。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，針對上述技術問題，提供一種氨氮廢水處理人工智能控制方法和系統(tǒng)以解決傳統(tǒng)的汽提精餾設備的控制方式主要是人工操作，對于設備參數(shù)的調(diào)整通常具有滯后性，造成藥劑添加量及參數(shù)控制不準，造成藥劑浪費或者處理不達標的問題。

第一方面，一種氨氮廢水處理人工智能控制方法，所述方法包括：

接收用戶輸入的目標參數(shù)的預設值；其中，所述目標參數(shù)包括：脫氨塔進水PH，處理后出水氨氮濃度，冷凝器氨水濃度，塔釜液位，塔釜溫度，塔釜壓力，塔頂溫度，塔頂壓力和冷凝器液位；

通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數(shù)及設備運行實時數(shù)據(jù)；其中，所述在線儀表包括：進水流量計、堿液流量計、塔釜液位計、蒸汽流量計、脫氨塔塔頂溫度傳感器、脫氨塔塔底溫度傳感器、脫氨塔塔頂壓力傳感器、脫氨塔塔底壓力傳感器、冷凝器液位計、氨水回流流量計、循環(huán)水進水溫度傳感器和循環(huán)水出水溫度傳感器，所述在線檢測儀包括：脫氨塔進水PH計、氨氮在線檢測儀和冷凝器氨水濃度計；

根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)和所述目標參數(shù)的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調(diào)整目標控制閥門運行參數(shù)，在預設時間內(nèi)使得所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)達到所述目標參數(shù)的預設值。

上述方案中，可選地，所述接收用戶輸入的目標參數(shù)的預設值包括：用戶通過交互界面輸入所述目標參數(shù)的預設值，并通過所述交互界面查看所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)，根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)確定待調(diào)整的目標控制閥門。

上述方案中，進一步可選地，所述通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)的采集頻率為0.5s-3min每次。

上述方案中，進一步可選地，若沒有接收到用戶輸入的目標參數(shù)的預設值，則所述目標參數(shù)的預設值為：脫氨塔進水PH≥12，處理后出水氨氮濃度在0-10mg/L，冷凝器氨水濃度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜溫度在100-130℃，塔釜壓力在10-50kpa，塔頂溫度在89-98℃，塔頂壓力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；

根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)和所述目標參數(shù)的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調(diào)整目標控制閥門運行參數(shù)具體為：根據(jù)脫氨塔進水PH參數(shù)調(diào)節(jié)堿液流量調(diào)節(jié)閥，使脫氨塔進水PH保持在12以上；

根據(jù)氨氮在線檢測儀參數(shù)調(diào)整進水流量調(diào)節(jié)閥、蒸汽流量調(diào)節(jié)閥、氨水回流調(diào)節(jié)閥，使出水氨氮參數(shù)保持在0-10mg/L范圍；

根據(jù)冷凝器氨水濃度計參數(shù)調(diào)整氨水回流調(diào)節(jié)閥、氨水外送調(diào)節(jié)閥，使氨水濃度參數(shù)保持在10%-30%；

根據(jù)塔釜液位計參數(shù)調(diào)整塔釜液位調(diào)節(jié)閥，使塔釜液位參數(shù)保持在400-1200mm；

根據(jù)脫氨塔塔底溫度傳感器參數(shù)調(diào)整蒸汽流量調(diào)節(jié)閥，使塔釜溫度參數(shù)保持在100-130℃；

根據(jù)脫氨塔塔底壓力傳感器參數(shù)調(diào)節(jié)蒸汽流量調(diào)節(jié)閥，使塔釜壓力參數(shù)保持在10-50kpa；

根據(jù)脫氨塔塔頂溫度傳感器參數(shù)調(diào)節(jié)蒸汽流量調(diào)節(jié)閥和氨水回流調(diào)節(jié)閥，使塔頂溫度參數(shù)保持在89-98℃；

根據(jù)脫氨塔塔頂壓力傳感器調(diào)節(jié)氨水回流調(diào)節(jié)閥，使塔頂壓力參數(shù)-10-10kpa；

根據(jù)冷凝器液位計參數(shù)調(diào)節(jié)氨水回流調(diào)節(jié)閥，使冷凝器液位參數(shù)保持在200-1200mm。

上述方案中，進一步可選地，所述在預設時間內(nèi)使得所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)達到所述目標參數(shù)的預設值之后，還包括：所述預設時間為10-30分鐘，若在所述預設時間后，所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)未達到所述目標參數(shù)的預設值，則發(fā)出報警提醒，同時控制策略和脫氨設備停止運行。

第二方面，一種氨氮廢水處理人工智能控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

交互模塊：用于接收用戶輸入的目標參數(shù)的預設值；其中，所述目標參數(shù)包括：脫氨塔進水PH，處理后出水氨氮濃度，冷凝器氨水濃度，塔釜液位，塔釜溫度，塔釜壓力，塔頂溫度，塔頂壓力和冷凝器液位；

采集模塊：用于通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數(shù)及設備運行實時數(shù)據(jù)；其中，所述在線儀表包括：進水流量計、堿液流量計、塔釜液位計、蒸汽流量計、脫氨塔塔頂溫度傳感器、脫氨塔塔底溫度傳感器、脫氨塔塔頂壓力傳感器、脫氨塔塔底壓力傳感器、冷凝器液位計、氨水回流流量計、循環(huán)水進水溫度傳感器和循環(huán)水出水溫度傳感器，所述在線檢測儀包括：脫氨塔進水PH計、氨氮在線檢測儀和冷凝器氨水濃度計；

控制策略模塊：用于根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)和所述目標參數(shù)的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調(diào)整目標控制閥門運行參數(shù)，在預設時間內(nèi)使得所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)達到所述目標參數(shù)的預設值。

上述方案中，可選地，所述交互模塊接收用戶輸入的目標參數(shù)的預設值包括：用戶通過交互界面輸入所述目標參數(shù)的預設值，并通過所述交互界面查看所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)，根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)確定待調(diào)整的目標控制閥門。

上述方案中，進一步可選地，所述采集模塊通過在線儀表和在線檢測儀采集目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)的采集頻率為0.5s-3min每次。

上述方案中，進一步可選地，所述系統(tǒng)還包括：默認參數(shù)模塊：用于若沒有接收到用戶輸入的目標參數(shù)的預設值，則所述目標參數(shù)的預設值為：脫氨塔進水PH≥12，處理后出水氨氮濃度在0-10mg/L，冷凝器氨水濃度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜溫度在100-130℃，塔釜壓力在10-50kpa，塔頂溫度在89-98℃，塔頂壓力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；

根據(jù)所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)和所述目標參數(shù)的預設值生成控制策略，通過所述控制策略調(diào)整目標控制閥門運行參數(shù)具體為：根據(jù)脫氨塔進水PH參數(shù)調(diào)節(jié)堿液流量調(diào)節(jié)閥，使脫氨塔進水PH保持在12以上；

根據(jù)氨氮在線檢測儀參數(shù)調(diào)整進水流量調(diào)節(jié)閥、蒸汽流量調(diào)節(jié)閥、氨水回流調(diào)節(jié)閥，使出水氨氮參數(shù)保持在0-10mg/L范圍；

根據(jù)冷凝器氨水濃度計參數(shù)調(diào)整氨水回流調(diào)節(jié)閥、氨水外送調(diào)節(jié)閥，使氨水濃度參數(shù)保持在10%-30%；

根據(jù)塔釜液位計參數(shù)調(diào)整塔釜液位調(diào)節(jié)閥，使塔釜液位參數(shù)保持在400-1200mm；

根據(jù)脫氨塔塔底溫度傳感器參數(shù)調(diào)整蒸汽流量調(diào)節(jié)閥，使塔釜溫度參數(shù)保持在100-130℃；

根據(jù)脫氨塔塔底壓力傳感器參數(shù)調(diào)節(jié)蒸汽流量調(diào)節(jié)閥，使塔釜壓力參數(shù)保持在10-50kpa；

根據(jù)脫氨塔塔頂溫度傳感器參數(shù)調(diào)節(jié)蒸汽流量調(diào)節(jié)閥和氨水回流調(diào)節(jié)閥，使塔頂溫度參數(shù)保持在89-98℃；

根據(jù)脫氨塔塔頂壓力傳感器調(diào)節(jié)氨水回流調(diào)節(jié)閥，使塔頂壓力參數(shù)-10-10kpa；

根據(jù)冷凝器液位計參數(shù)調(diào)節(jié)氨水回流調(diào)節(jié)閥，使冷凝器液位參數(shù)保持在200-1200mm。

上述方案中，進一步可選地，所述系統(tǒng)還包括：安全模塊：用于所述預設時間為10-30分鐘，若在所述預設時間后，所述目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)未達到所述目標參數(shù)的預設值，則發(fā)出報警提醒，同時控制策略和脫氨設備停止運行。

本發(fā)明至少具有以下有益效果：

本發(fā)明基于對現(xiàn)有技術問題的進一步分析和研究，認識到傳統(tǒng)的汽提精餾設備的控制方式主要是人工操作，對于設備參數(shù)的調(diào)整通常具有滯后性，造成藥劑添加量及參數(shù)控制不準，造成藥劑浪費或者處理不達標的問題。本方案提供一種氨氮廢水處理的人工智能控制方法，通過接收用戶輸入的目標參數(shù)的預設值，并結合實時采集的數(shù)據(jù)，生成控制策略以調(diào)整各個參數(shù)，最終使得目標參數(shù)及設備運行參數(shù)實時數(shù)據(jù)達到預設值。本方案達到了自動化控制：借助人工智能技術，實現(xiàn)對氨氮廢水處理過程的自動化控制，減少人為操作，提高處理效率。做到實時監(jiān)測：通過在線儀表和在線檢測儀，實時采集并監(jiān)測多個關鍵參數(shù)，及時掌握處理過程狀態(tài)，提高控制的精確性和靈活性。實現(xiàn)用戶交互：用戶可以通過交互界面輸入目標參數(shù)的預設值，并且可以通過交互界面查看設備運行實時數(shù)據(jù)，提供了更好的用戶體驗和操作便捷性。對于預設值設置：用戶可以根據(jù)需求設定目標參數(shù)的預設值，根據(jù)實際情況進行靈活調(diào)整，滿足不同處理要求和環(huán)境條件。

（發(fā)明人：陶莉;王啟偉;劉晨明;張洪明;李雅）