甘肃紫光智能交通与控制技术有限公司曹凯频获国家专利权
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龙图腾网获悉甘肃紫光智能交通与控制技术有限公司申请的专利一种基于数字AI处理的分散式污水快渗处理系统与方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117886380B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410245434.1,技术领域涉及:C02F1/00;该发明授权一种基于数字AI处理的分散式污水快渗处理系统与方法是由曹凯频;钱蕊设计研发完成,并于2024-03-05向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于数字AI处理的分散式污水快渗处理系统与方法在说明书摘要公布了:本发明属于污泥处理技术领域,公开了一种基于数字AI处理的分散式污水快渗处理系统与方法。该方法通过远程监控系统、传感器信息处理系统实时监控污水排放的情况;通过数字孪生模型,对污泥的渗透情况进行监控和预测;按照区域评估污水处理和渗透的情况,并根据实际的情况调整不同区域的污水排放量。本发明利用数字AI对图像进行处理,结合污水流量、浓度检测数据,通过数字孪生处理技术预测渗滤材料的寿命,从而在最佳维护时间对渗滤材料进行更换。同时通过对渗滤材料渗透率虚拟现实进行分块计算,控制污水在不同区域的排放量,使得渗滤材料均匀渗透,提高材料利用率。
本发明授权一种基于数字AI处理的分散式污水快渗处理系统与方法在权利要求书中公布了:1.一种基于数字AI处理的分散式污水快渗处理方法,其特征在于,该方法包括: S1,通过输入输出设备采集污水数据,所述污水数据包括:污水的颜色、气味、pH值、总有机碳TOC、总氮TN、总磷TP参数,并进行数据清洗和预处理,去除无效数据和噪声;通过视频图像处理,判断污水量与种类; S2,通过远程监控系统、传感器信息处理系统实时监控污水排放的情况; S3,通过数字孪生模型对污泥的渗透情况进行监控和预测,其中,渗透情况包括:渗透率、材料寿命、浓度调节; S4,按照区域评估污水处理和渗透的情况,根据数字孪生模型的预测结果结合实际的情况调整不同区域的污水排放量; 在步骤S2中,所述通过远程监控系统、传感器信息处理系统实时监控污水排放的情况,包括:从采集的污水数据中提取出与处理目标相关的特征,所述与处理目标相关的特征包括:污染物的种类、浓度、变化趋势; 传感器信息处理系统实时监测污水数据和各个设备的运行状态,将数据反馈给数字AI处理器,进行对处理过程进行调整和优化; 在步骤S3中,所述通过数字孪生模型对污泥的渗透情况进行监控和预测,包括:数字AI处理器根据提取的特征和预设的处理策略,获取针对当前污水的最优数字孪生模型,从而预测整套系统的运行情况,判断系统运行的关键维护点;所述预设的处理策略包括:稀释或浓缩对比策略、等量替换策略、预处理和分级处理策略、流量调节策略;利用数字AI对图像进行处理,结合污水流量、浓度检测数据,通过数字孪生处理技术预测渗滤材料的寿命,从而在最佳维护时间对渗滤材料进行更换;数字孪生模型包括:利用物理模型、传感器更新、运行历史数据,进行多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真; 在步骤S4中,所述根据数字孪生模型的预测结果结合实际的情况调整不同区域的污水排放量,包括: 控制单元根据数字AI处理器制定的处理策略,自动控制污水处理过程的各个设备,包括泵的开关机、过滤器的开关机、生物反应器的温度和曝气量;通过对数字孪生模型的数据的处理,对渗滤材料渗透率虚拟现实进行分块计算,控制污水在不同区域的排放量,使得渗滤材料均匀渗透; 所述对渗滤材料渗透率虚拟现实进行分块计算包括: 过滤材料的三维建模:使用虚拟现实技术,创建过滤材料的三维模型与物理模型,捕捉三维模型与物理模型复杂的微观结构和孔隙几何形状;建立模拟流体流动和渗透率的基础信息; 渗透率模拟:使用高级计算流体动力学CFD软件三维模型用于模拟流体如何穿过过滤介质,模拟液体或气体通过过滤材料的复杂的微观结构和孔隙几何形状的流动; 材料属性分析:采用虚拟现实模拟分析不同材料属性对过滤介质的渗透性的影响,所述不同材料属性包括孔隙度、纤维直径和迂曲度; 现实与虚拟的对比:将虚拟现实模拟的结果与现实世界的实验进行比较,以验证模拟的准确性; 预测分析:用于制造商在物理制造和测试之前了解过滤材料在不同条件下的行为;根据现场检测的图像,以及图像分辨率、现场实际面积与形状,排污口的位置与地形,分成相等或者不等的块,控制污水在不同区域的排放量; 在材料属性分析中,采用虚拟现实模拟分析不同材料属性对过滤介质的渗透性的影响包括: 第一步,在过滤介质的渗透性影响执行周期中,获取各单一不同材料属性因子影响结果和各不同区域的过滤介质渗透性影响结果,单一不同材料属性因子影响结果表示为过滤介质对各项材料特性的需求,具体为过滤介质对孔隙度、纤维直径和迂曲度的需求,过滤介质渗透性影响结果表示为不同区域过滤介质的渗透性影响渗透率限制值和动态自适应渗透率方差阈值;动态自适应渗透率方差阈值,代表材料对过滤介质的渗透性影响的意图; 动态自适应渗透率方差阈值随着材料渗透的变化而动态变化,在材料整体高渗透时阈值降低,在材料整体低渗透时阈值升高,表示如下: ; 式中,为控制函数的衰减速度,为当前不同区域及其邻区的渗透率均值,为常数,防止衰减到零,造成材料渗透完全相同,代表了材料对渗透不均衡的最大容忍程度,反映过滤介质渗透性影响结果; 第二步,各不同区域检测自身渗透状态,并与相邻不同区域交互信息,各不同区域将自身渗透率与过滤介质的渗透率限制值进行比较,同时按照渗透方差函数计算各不同区域和邻区的渗透率方差,当某不同区域且时触发过滤介质的渗透性影响过程; 渗透方差函数的表达式为: ; 式中,为当前不同区域及其邻区的渗透率大小,为当前不同区域及其邻区的个数总和; 第三步,过载不同区域为源不同区域,在源不同区域的邻区中筛选目标不同区域,渗透率的邻区作为目标不同区域,并对目标不同区域按照目标不同区域渗透率优良效果占用率大小进行优先级排序; 第四步,源不同区域按照优先级依次选择目标不同区域,筛选向所选目标不同区域切换的过滤介质,进行渗透更新;所述切换的过滤介质包括孔隙度、纤维直径和迂曲度更换调整的过滤介质; 第五步,过滤介质的渗透性影响结束判决,当源不同区域渗透率或对所有目标不同区域都进行了渗透更新,则一次过滤介质的渗透性影响过程结束,否则返回第四步,按照目标不同区域优先级选择下一个目标不同区域进行渗透更新。
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