【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能制造领域，更具体地涉及基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统。
技术介绍
1、磷石膏是磷肥生产过程中的废弃物，含有磷酸盐和其他有价值的成分，智慧磷石膏水洗系统旨在通过高效清洗和分离技术，将磷酸盐和其他有害物质从石膏中洗净，以实现磷酸盐的回收和资源的循环利用，减少废弃物的排放和环境污染，通过高效的清洗和处理技术，可以将废水中的污染物去除或降低到符合环境排放标准的水平，保护水体和土壤的健康，减少对环境的影响和风险，智慧磷石膏水洗系统可以借助智能监测技术实现对关键参数和设备状态的远程监测，通过云计算和物联网技术实现远程控制和管理。
2、但是，传统的磷石膏水洗系统通常采用简单的物理清洗方法，包括搅拌、喷淋洗净，效果受限，由于磷酸盐在石膏中的吸附较强，难以完全去除，导致洗净率较低，影响回收磷酸盐的效率；传统系统的操作依赖人工经验和手动调节，存在操作不准确、参数控制困难的问题，这会导致系统运行不稳定，洗净效果和回收率波动较大，增加了管理与维护的难度；传统系统中缺乏智能化的监测与控制手段，难以实时监测关键参数和运行状态，无法对系统进行精确调控和优化，这使得系统的运行效率和质量无法得到有效提升，限制了磷酸盐回收的效果。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，以解决上述
技术介绍
中存在的问题。
2、本专利技术提供如下技术方案：一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，包括：数据获取模块、数据预处
3、所述数据获取模块，用于将磷化工污水数据转化为三维模型，所述数据获取模块包括数据采集单元、数据上传单元和三维模型构建单元，所述数据采集单元利用采集设备对磷化工污水进行数据采集，所述数据上传单元接收数据采集单元获取的磷化工污水数据，所述三维模型构建单元基于数据上传单元中的磷化工污水数据构建三维立体模型；
4、所述数据预处理模块，用于从数据获取模块构建的三维立体模型中提取磷化工污水相关参数，并对相关参数进行预处理，相关参数包括污物溶解参数、污水水质参数和表面膜密度参数；
5、所述脱脂处理模块，基于数据预处理模块处理过后得到的污物溶解参数，通过脱脂计算数学模型计算得出污物溶解系数，并将污物溶解系数传输至综合指数计算模块；
6、所述水体处理模块，基于数据预处理模块处理过后得到的污水水质参数，通过水体处理数学模型计算得出水质系数，并将水质系数传输至综合指数计算模块；
7、所述磷化处理模块，基于数据预处理模块处理过后得到的表面膜密度参数，通过磷化处理数学模型计算得出膜密度系数，并将膜密度系数传输至综合指数计算模块；
8、所述综合指数计算模块，基于污物溶解系数、水质系数和膜密度系数计算得出水洗效果综合指数，并将计算得出的水洗效果综合指数传输至水洗效果分析模块；
9、所述水洗效果分析模块，基于综合指数计算模块计算得出的水洗效果综合指数，将水洗效果综合指数与预设的综合阈值进行对比，判断水洗效果是否达标，并将判断结果传输至数据储存模块；
10、所述数据储存模块，基于水洗效果分析模块分析得出的判断结果，将各组数据系统化录入数据库，并在各组数据中标记对应的判断结果。
11、优选的，所述数据获取模块中数据采集单元利用的采集设备包括ph计、流量计、液位计、泥位计、电导率仪以及在线监测仪。
12、优选的，所述数据预处理模块中污物溶解参数包括污物密度、污物溶解消耗热量、污物溶解热损失以及污物质量，其中污物溶解消耗热量包括每日投入的污物量、消化污物温度和原始污物温度，污物溶解热损失包括智慧磷石膏水洗系统散热面积、传热系数、消化污物温度以及外界温度，污水水质参数包括污物总氮含量、污物有机氮含量和污物酸碱度数值，表面膜密度参数包括污物沉降比、污物浓度和污物体积指数，其中污物沉降比包括沉淀后污物体积和混合体体积。
13、优选的，所述脱脂处理模块中，计算得出的污物溶解系数的计算步骤如下：
14、步骤s01：污物溶解消耗热量q1的计算公式为：其中q1表示污物溶解消耗热量，v′表示每日投入的污物量，td表示消化污物温度，ts表示原始污物温度；
15、步骤s02：污物溶解热损失δq的计算公式为：δq＝∑fk(td-ta)，其中δq表示污物溶解热损失，f表示智慧磷石膏水洗系统散热面积，k表示传热系数，td表示消化污物温度，ta表示外界温度；
16、步骤s03：污物溶解系数的计算公式为：其中rq表示污物溶解系数，ρ表示污物密度，q1表示污物溶解消耗热量，δq表示污物溶解热损失，m表示污物质量。
17、优选的，所述水体处理模块中，计算得出的水质系数的计算公式为：其中wt表示水质系数，w表示污物总氮含量，h表示污物有机氮含量，q表示污物酸碱度数值。
18、优选的，所述磷化处理模块中计算得出的膜密度系数的计算步骤如下：
19、步骤s01：污物沉降比的计算公式为：其中sk表示污物沉降比，vk表示沉淀后污物体积，vz表示混合体体积；
20、步骤s02：膜密度系数的计算公式为：其中mo表示膜密度系数，sk表示污物沉降比，p表示污物浓度，v表示污物体积指数。
21、优选的，所述综合指数计算模块中水洗效果综合指数的计算公式为：d＝k1×rq+k2×wt+k3×mo，其中d表示水洗效果综合指数，rq表示污物溶解系数，wt表示水质系数，mo表示膜密度系数，k1、k2和k3表示常数。
22、优选的，所述水洗效果分析模块将综合指数计算模块中计算得出的水洗效果综合指数d与预设的水洗标准阈值δd进行对比，若水洗效果综合指数d大于或等于预设的水洗标准阈值δd，则说明水洗效果达标，若水洗效果综合指数d小于预设的水洗标准阈值δd，则说明水洗效果不达标，返回脱脂处理模块，系统自动启动药剂自动配置、加药量自动调整、污泥自动压滤以及膜装置自动清洗过程，直至调整到水洗效果综合指数达标。
23、优选的，所述数据储存模块自动录入每次计算所需数据，并记录对应结果，系统化生成可视报告。
24、本专利技术的技术效果和优点：
25、本专利技术通过设有数据获取模块、数据预处理模块、脱脂处理模块、水体处理模块、磷化处理模块、综合指数计算模块、水洗效果分析模块，以及数据储存模块，数据获取模块，用于将磷化工污水数据转化为三维模型，数据预处理模块，用于从数据获取模块构建的三维立体模型中提取磷化工污水相关参数，通过脱脂处理模块、水体处理模块和磷化处理模块计算得出相关系数，综合指数计算模块依据相关系数计算得出水洗效果综合指数，水洗效果分析模块将水洗效果综合指数与预设的综合阈值进行对比，判断水洗效果是否达标，数据储存模块各组数据系统化录入数据库，总之，一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统借本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：包括：数据获取模块、数据预处理模块、脱脂处理模块、水体处理模块、磷化处理模块、综合指数计算模块、水洗效果分析模块，以及数据储存模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述数据获取模块中数据采集单元利用的采集设备包括PH计、流量计、液位计、泥位计、电导率仪以及在线监测仪。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述数据预处理模块中污物溶解参数包括污物密度、污物溶解消耗热量、污物溶解热损失以及污物质量，其中污物溶解消耗热量包括每日投入的污物量、消化污物温度和原始污物温度，污物溶解热损失包括智慧磷石膏水洗系统散热面积、传热系数、消化污物温度以及外界温度，污水水质参数包括污物总氮含量、污物有机氮含量和污物酸碱度数值，表面膜密度参数包括污物沉降比、污物浓度和污物体积指数，其中污物沉降比包括沉淀后污物体积和混合体体积。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述脱脂处
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述水体处理模块中，计算得出的水质系数的计算公式为：其中Wt表示水质系数，w表示污物总氮含量，h表示污物有机氮含量，q表示污物酸碱度数值。
6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述磷化处理模块中计算得出的膜密度系数的计算步骤如下：
7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述综合指数计算模块中水洗效果综合指数的计算公式为：D＝k1×Rq+k2×Wt+k3×Mo，其中D表示水洗效果综合指数，Rq表示污物溶解系数，Wt表示水质系数，Mo表示膜密度系数，k1、k2和k3表示常数。
8.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述水洗效果分析模块将综合指数计算模块中计算得出的水洗效果综合指数D与预设的水洗标准阈值ΔD进行对比，若水洗效果综合指数D大于或等于预设的水洗标准阈值ΔD，则说明水洗效果达标，若水洗效果综合指数D小于预设的水洗标准阈值ΔD，则说明水洗效果不达标，返回脱脂处理模块，系统自动启动药剂自动配置、加药量自动调整、污泥自动压滤以及膜装置自动清洗过程，直至调整到水洗效果综合指数达标。
9.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述数据储存模块自动录入每次计算所需数据，并记录对应结果，系统化生成可视报告。
...【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：包括：数据获取模块、数据预处理模块、脱脂处理模块、水体处理模块、磷化处理模块、综合指数计算模块、水洗效果分析模块，以及数据储存模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述数据获取模块中数据采集单元利用的采集设备包括ph计、流量计、液位计、泥位计、电导率仪以及在线监测仪。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述数据预处理模块中污物溶解参数包括污物密度、污物溶解消耗热量、污物溶解热损失以及污物质量，其中污物溶解消耗热量包括每日投入的污物量、消化污物温度和原始污物温度，污物溶解热损失包括智慧磷石膏水洗系统散热面积、传热系数、消化污物温度以及外界温度，污水水质参数包括污物总氮含量、污物有机氮含量和污物酸碱度数值，表面膜密度参数包括污物沉降比、污物浓度和污物体积指数，其中污物沉降比包括沉淀后污物体积和混合体体积。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述脱脂处理模块中，计算得出的污物溶解系数的计算步骤如下：
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生机制下的智慧磷石膏水洗系统，其特征在于：所述水体处理模块中，计算得出的水质系数的计算公...
【专利技术属性】
技术研发人员：周正，祝国亮，陆亚超，谢杰菲，关安妮，
申请(专利权)人：湖北美辰环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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