公布日：2023.11.07
申请日：2023.10.07
分类号：C02F1/04(2023.01)I;B01D3/42(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种氨氮废水处理的人工智能控制方法和系统，通过接收用户输入的目标参数的预设值，并结合实时采集的数据，生成控制策略以调整各个参数，最终使得目标参数及设备运行参数实时数据达到预设值。本方案借助人工智能技术，实现对氨氮废水处理过程的自动化控制，减少人为操作，提高处理效率。通过在线仪表和在线检测仪，实时采集并监测多个关键参数，及时掌握处理过程状态，提高控制的精确性和灵活性。用户可以通过交互界面输入目标参数的预设值，并可以查看实时数据，提供了更好的用户体验和操作便捷性。用户可以根据实时数据设定目标参数的预设值，根据实际情况进行灵活调整，满足不同处理要求和环境条件。
权利要求书
1.一种氨氮废水处理人工智能控制方法，其特征在于，所述方法包括：接收用户输入的目标参数的预设值；其中，所述目标参数包括：脱氨塔进水PH、处理后出水氨氮浓度、冷凝器氨水浓度、塔釜液位、塔釜温度、塔釜压力、塔顶温度、塔顶压力和冷凝器液位；通过在线仪表和在线检测仪采集目标参数及设备运行参数实时数据；其中，所述在线仪表包括：进水流量计、碱液流量计、塔釜液位计、蒸汽流量计、脱氨塔塔顶温度传感器、脱氨塔塔底温度传感器、脱氨塔塔顶压力传感器、脱氨塔塔底压力传感器、冷凝器液位计、氨水回流流量计、循环水进水温度传感器和循环水出水温度传感器，所述在线检测仪包括：脱氨塔进水PH计、氨氮在线检测仪和冷凝器氨水浓度计；根据所述目标参数及设备运行参数实时数据和所述目标参数的预设值生成控制策略，通过所述控制策略调整目标控制阀门运行参数，在预设时间内使得所述目标参数及设备运行参数实时数据达到所述目标参数的预设值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收用户输入的目标参数的预设值包括：用户通过交互界面输入所述目标参数的预设值，并通过所述交互界面查看所述目标参数及设备运行参数实时数据，根据所述目标参数及设备运行参数实时数据确定待调整的目标控制阀门。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过在线仪表和在线检测仪采集目标参数及设备运行实时数据的采集频率为0.5s-3min每次。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若没有接收到用户输入的目标参数的预设值，则所述目标参数的预设值为：脱氨塔进水PH≥12，处理后出水氨氮浓度在0-10mg/L，冷凝器氨水浓度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜温度在100-130℃，塔釜压力在10-50kpa，塔顶温度在89-98℃，塔顶压力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；根据所述目标参数及设备运行参数实时数据和所述目标参数的预设值生成控制策略，通过所述控制策略调整目标控制阀门运行参数具体为：根据脱氨塔进水PH参数调节碱液流量调节阀，使脱氨塔进水PH保持在12以上；根据氨氮在线检测仪参数调整进水流量调节阀、蒸汽流量调节阀、氨水回流调节阀，使出水氨氮参数保持在0-10mg/L范围；根据冷凝器氨水浓度计参数调整氨水回流调节阀、氨水外送调节阀，使氨水浓度参数保持在10%-30%；根据塔釜液位计参数调整塔釜液位调节阀，使塔釜液位参数保持在400-1200mm；根据脱氨塔塔底温度传感器参数调整蒸汽流量调节阀，使塔釜温度参数保持在100-130℃；根据脱氨塔塔底压力传感器参数调节蒸汽流量调节阀，使塔釜压力参数保持在10-50kpa；根据脱氨塔塔顶温度传感器参数调节蒸汽流量调节阀和氨水回流调节阀，使塔顶温度参数保持在89-98℃；根据脱氨塔塔顶压力传感器调节氨水回流调节阀，使塔顶压力参数-10-10kpa；根据冷凝器液位计参数调节氨水回流调节阀，使冷凝器液位参数保持在200-1200mm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在预设时间内使得所述目标参数及设备运行参数实时数据达到所述目标参数的预设值之后，还包括：所述预设时间为10-30分钟，若在所述预设时间后，所述目标参数及设备运行参数实时数据未达到所述目标参数的预设值，则发出报警提醒，同时控制策略和脱氨设备停止运行。
6.一种氨氮废水处理人工智能控制系统，其特征在于，所述系统包括：交互模块：用于接收用户输入的目标参数的预设值及用户查看实时数据；其中，所述目标参数包括：脱氨塔进水PH，处理后出水氨氮浓度，冷凝器氨水浓度，塔釜液位，塔釜温度，塔釜压力，塔顶温度，塔顶压力和冷凝器液位；采集模块：用于通过在线仪表和在线检测仪采集目标参数及设备运行实时数据；其中，所述在线仪表包括：进水流量计、碱液流量计、塔釜液位计、蒸汽流量计、脱氨塔塔顶温度传感器、脱氨塔塔底温度传感器、脱氨塔塔顶压力传感器、脱氨塔塔底压力传感器、冷凝器液位计、氨水回流流量计、循环水进水温度传感器和循环水出水温度传感器，所述在线检测仪包括：脱氨塔进水PH计、氨氮在线检测仪和冷凝器氨水浓度计；控制策略模块：用于根据所述目标参数及设备运行参数实时数据和所述目标参数的预设值生成控制策略，通过所述控制策略调整目标控制阀门运行参数，在预设时间内使得所述目标参数及设备运行参数实时数据达到所述目标参数的预设值。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述交互模块接收用户输入的目标参数的预设值包括：用户通过交互界面输入所述目标参数的预设值，并通过所述交互界面查看所述目标参数及设备运行参数实时数据，根据所述目标参数及设备运行参数实时数据确定待调整的目标控制阀门。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述采集模块通过在线仪表和在线检测仪采集目标参数及设备运行参数实时数据的采集频率为0.5s-3min每次。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：默认参数模块：用于若没有接收到用户输入的目标参数的预设值，则所述目标参数的预设值为：脱氨塔进水PH≥12，处理后出水氨氮浓度在0-10mg/L，冷凝器氨水浓度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜温度在100-130℃，塔釜压力在10-50kpa，塔顶温度在89-98℃，塔顶压力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；根据所述目标参数及设备运行参数实时数据和所述目标参数的预设值生成控制策略，通过所述控制策略调整目标控制阀门运行参数具体为：根据脱氨塔进水PH参数调节碱液流量调节阀，使脱氨塔进水PH保持在12以上；根据氨氮在线检测仪参数调整进水流量调节阀、蒸汽流量调节阀、氨水回流调节阀，使出水氨氮参数保持在0-10mg/L范围；根据冷凝器氨水浓度计参数调整氨水回流调节阀、氨水外送调节阀，使氨水浓度参数保持在10%-30%；根据塔釜液位计参数调整塔釜液位调节阀，使塔釜液位参数保持在400-1200mm；根据脱氨塔塔底温度传感器参数调整蒸汽流量调节阀，使塔釜温度参数保持在100-130℃；根据脱氨塔塔底压力传感器参数调节蒸汽流量调节阀，使塔釜压力参数保持在10-50kpa；根据脱氨塔塔顶温度传感器参数调节蒸汽流量调节阀和氨水回流调节阀，使塔顶温度参数保持在89-98℃；根据脱氨塔塔顶压力传感器调节氨水回流调节阀，使塔顶压力参数-10-10kpa；根据冷凝器液位计参数调节氨水回流调节阀，使冷凝器液位参数保持在200-1200mm。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：安全模块：用于所述预设时间为10-30分钟，若在所述预设时间后，所述目标参数及设备运行参数实时数据未达到所述目标参数的预设值，则发出报警提醒，同时控制策略和脱氨设备停止运行。
发明内容
基于此，针对上述技术问题，提供一种氨氮废水处理人工智能控制方法和系统以解决传统的汽提精馏设备的控制方式主要是人工操作，对于设备参数的调整通常具有滞后性，造成药剂添加量及参数控制不准，造成药剂浪费或者处理不达标的问题。
第一方面，一种氨氮废水处理人工智能控制方法，所述方法包括：
接收用户输入的目标参数的预设值；其中，所述目标参数包括：脱氨塔进水PH，处理后出水氨氮浓度，冷凝器氨水浓度，塔釜液位，塔釜温度，塔釜压力，塔顶温度，塔顶压力和冷凝器液位；
通过在线仪表和在线检测仪采集目标参数及设备运行实时数据；其中，所述在线仪表包括：进水流量计、碱液流量计、塔釜液位计、蒸汽流量计、脱氨塔塔顶温度传感器、脱氨塔塔底温度传感器、脱氨塔塔顶压力传感器、脱氨塔塔底压力传感器、冷凝器液位计、氨水回流流量计、循环水进水温度传感器和循环水出水温度传感器，所述在线检测仪包括：脱氨塔进水PH计、氨氮在线检测仪和冷凝器氨水浓度计；
根据所述目标参数及设备运行参数实时数据和所述目标参数的预设值生成控制策略，通过所述控制策略调整目标控制阀门运行参数，在预设时间内使得所述目标参数及设备运行参数实时数据达到所述目标参数的预设值。
上述方案中，可选地，所述接收用户输入的目标参数的预设值包括：用户通过交互界面输入所述目标参数的预设值，并通过所述交互界面查看所述目标参数及设备运行参数实时数据，根据所述目标参数及设备运行参数实时数据确定待调整的目标控制阀门。
上述方案中，进一步可选地，所述通过在线仪表和在线检测仪采集目标参数及设备运行参数实时数据的采集频率为0.5s-3min每次。
上述方案中，进一步可选地，若没有接收到用户输入的目标参数的预设值，则所述目标参数的预设值为：脱氨塔进水PH≥12，处理后出水氨氮浓度在0-10mg/L，冷凝器氨水浓度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜温度在100-130℃，塔釜压力在10-50kpa，塔顶温度在89-98℃，塔顶压力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；
根据所述目标参数及设备运行参数实时数据和所述目标参数的预设值生成控制策略，通过所述控制策略调整目标控制阀门运行参数具体为：根据脱氨塔进水PH参数调节碱液流量调节阀，使脱氨塔进水PH保持在12以上；
根据氨氮在线检测仪参数调整进水流量调节阀、蒸汽流量调节阀、氨水回流调节阀，使出水氨氮参数保持在0-10mg/L范围；
根据冷凝器氨水浓度计参数调整氨水回流调节阀、氨水外送调节阀，使氨水浓度参数保持在10%-30%；
根据塔釜液位计参数调整塔釜液位调节阀，使塔釜液位参数保持在400-1200mm；
根据脱氨塔塔底温度传感器参数调整蒸汽流量调节阀，使塔釜温度参数保持在100-130℃；
根据脱氨塔塔底压力传感器参数调节蒸汽流量调节阀，使塔釜压力参数保持在10-50kpa；
根据脱氨塔塔顶温度传感器参数调节蒸汽流量调节阀和氨水回流调节阀，使塔顶温度参数保持在89-98℃；
根据脱氨塔塔顶压力传感器调节氨水回流调节阀，使塔顶压力参数-10-10kpa；
根据冷凝器液位计参数调节氨水回流调节阀，使冷凝器液位参数保持在200-1200mm。
上述方案中，进一步可选地，所述在预设时间内使得所述目标参数及设备运行参数实时数据达到所述目标参数的预设值之后，还包括：所述预设时间为10-30分钟，若在所述预设时间后，所述目标参数及设备运行参数实时数据未达到所述目标参数的预设值，则发出报警提醒，同时控制策略和脱氨设备停止运行。
第二方面，一种氨氮废水处理人工智能控制系统，所述系统包括：
交互模块：用于接收用户输入的目标参数的预设值；其中，所述目标参数包括：脱氨塔进水PH，处理后出水氨氮浓度，冷凝器氨水浓度，塔釜液位，塔釜温度，塔釜压力，塔顶温度，塔顶压力和冷凝器液位；
采集模块：用于通过在线仪表和在线检测仪采集目标参数及设备运行实时数据；其中，所述在线仪表包括：进水流量计、碱液流量计、塔釜液位计、蒸汽流量计、脱氨塔塔顶温度传感器、脱氨塔塔底温度传感器、脱氨塔塔顶压力传感器、脱氨塔塔底压力传感器、冷凝器液位计、氨水回流流量计、循环水进水温度传感器和循环水出水温度传感器，所述在线检测仪包括：脱氨塔进水PH计、氨氮在线检测仪和冷凝器氨水浓度计；
控制策略模块：用于根据所述目标参数及设备运行参数实时数据和所述目标参数的预设值生成控制策略，通过所述控制策略调整目标控制阀门运行参数，在预设时间内使得所述目标参数及设备运行参数实时数据达到所述目标参数的预设值。
上述方案中，可选地，所述交互模块接收用户输入的目标参数的预设值包括：用户通过交互界面输入所述目标参数的预设值，并通过所述交互界面查看所述目标参数及设备运行参数实时数据，根据所述目标参数及设备运行参数实时数据确定待调整的目标控制阀门。
上述方案中，进一步可选地，所述采集模块通过在线仪表和在线检测仪采集目标参数及设备运行参数实时数据的采集频率为0.5s-3min每次。
上述方案中，进一步可选地，所述系统还包括：默认参数模块：用于若没有接收到用户输入的目标参数的预设值，则所述目标参数的预设值为：脱氨塔进水PH≥12，处理后出水氨氮浓度在0-10mg/L，冷凝器氨水浓度在10%-30%，塔釜液位在400-1200mm，塔釜温度在100-130℃，塔釜压力在10-50kpa，塔顶温度在89-98℃，塔顶压力在-10-10kpa，冷凝器液位在200-1200mm；
根据所述目标参数及设备运行参数实时数据和所述目标参数的预设值生成控制策略，通过所述控制策略调整目标控制阀门运行参数具体为：根据脱氨塔进水PH参数调节碱液流量调节阀，使脱氨塔进水PH保持在12以上；
根据氨氮在线检测仪参数调整进水流量调节阀、蒸汽流量调节阀、氨水回流调节阀，使出水氨氮参数保持在0-10mg/L范围；
根据冷凝器氨水浓度计参数调整氨水回流调节阀、氨水外送调节阀，使氨水浓度参数保持在10%-30%；
根据塔釜液位计参数调整塔釜液位调节阀，使塔釜液位参数保持在400-1200mm；
根据脱氨塔塔底温度传感器参数调整蒸汽流量调节阀，使塔釜温度参数保持在100-130℃；
根据脱氨塔塔底压力传感器参数调节蒸汽流量调节阀，使塔釜压力参数保持在10-50kpa；
根据脱氨塔塔顶温度传感器参数调节蒸汽流量调节阀和氨水回流调节阀，使塔顶温度参数保持在89-98℃；
根据脱氨塔塔顶压力传感器调节氨水回流调节阀，使塔顶压力参数-10-10kpa；
根据冷凝器液位计参数调节氨水回流调节阀，使冷凝器液位参数保持在200-1200mm。
上述方案中，进一步可选地，所述系统还包括：安全模块：用于所述预设时间为10-30分钟，若在所述预设时间后，所述目标参数及设备运行参数实时数据未达到所述目标参数的预设值，则发出报警提醒，同时控制策略和脱氨设备停止运行。
本发明至少具有以下有益效果：
本发明基于对现有技术问题的进一步分析和研究，认识到传统的汽提精馏设备的控制方式主要是人工操作，对于设备参数的调整通常具有滞后性，造成药剂添加量及参数控制不准，造成药剂浪费或者处理不达标的问题。本方案提供一种氨氮废水处理的人工智能控制方法，通过接收用户输入的目标参数的预设值，并结合实时采集的数据，生成控制策略以调整各个参数，最终使得目标参数及设备运行参数实时数据达到预设值。本方案达到了自动化控制：借助人工智能技术，实现对氨氮废水处理过程的自动化控制，减少人为操作，提高处理效率。做到实时监测：通过在线仪表和在线检测仪，实时采集并监测多个关键参数，及时掌握处理过程状态，提高控制的精确性和灵活性。实现用户交互：用户可以通过交互界面输入目标参数的预设值，并且可以通过交互界面查看设备运行实时数据，提供了更好的用户体验和操作便捷性。对于预设值设置：用户可以根据需求设定目标参数的预设值，根据实际情况进行灵活调整，满足不同处理要求和环境条件。
（发明人：陶莉;王启伟;刘晨明;张洪明;李雅）