【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污泥处理，尤其涉及一种基于数字ai处理的分散式污水快渗处理系统与方法。
技术介绍
1、人工快渗处理系统是对污水采用普通活性污泥法的一种方法，具有一次性投入不大，污水当地取用、处理后当地回用，减少铺设管网的费用，大大提高了污水处理效率的效果。但这种处理工艺在使用一段时间后，容易出现了堵塞问题，影响了污水治理效果。其原因是人工快渗处理系统采用渗透性能良好的天然介质作为主要渗滤材料代替天然土层。采用人工填充的天然河砂，并掺入一定量的特殊填料，由于存在过滤这一环节，出现堵塞就不可避免。
2、由于污水的流量和浓度不断变化，这就导致渗滤材料很难按照一定的时间进行维护，维护晚了容易出现堵塞，维护早了造成成本的浪费。且污水的浓度与成份是在不断的变化中的，这样也就容易造成渗滤材料在一个广大的面积之中渗透不平衡，维护后造成过滤材料的浪费。
技术实现思路
1、为克服相关技术中存在的问题，本专利技术公开实施例提供了一种基于数字ai处理的分散式污水快渗处理系统与方法。
2、所述技术方案如下：基于数字ai处理的分散式污水快渗处理方法，包括：
3、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；
4、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；
5、s3，通过数字孪生
6、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。
7、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；
8、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。
9、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。
10、进一步，所述数字ai对图像进行处理包括：通过过滤材料颜色浓度变化进行分析；
11、所述通过数字孪生处理技术包括：材料特性分析、环境条件考虑、历史数据分析、失效模式和效应分析fmea。
12、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：
13、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；
14、所述对渗滤材料渗透率虚拟现实进行分块计算包括：
15、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；
16、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；
17、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；
18、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；
19、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。
20、进一步，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：
21、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bth和动态自适应渗透率方差阈值wth；动态自适应渗透率方差阈值wth，代表材料对过滤介质的渗透性影响的意图；
22、动态自适应渗透率方差阈值wth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：
23、wth＝exp(-βhb)+d
24、式中，β为控制函数的衰减速度，hb为当前不同区域及其邻区的渗透率均值，d为常数，防止wth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；
25、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b与过滤介质的渗透率限制值bth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w，当某不同区域b>bth且w>wth时触发过滤介质的渗透性影响过程；
26、渗透方差函数的表达式为：
27、
28、式中，bi为当前不同区域及其邻区的渗透率大小，n为当前不同区域及其邻区的个数总和；
29、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b≤bth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；
30、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；
31、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b≤bth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。
32、在第二步中，所述各不同区域本文档来自技高网...
【技术保护点】
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：
2.根据权利要求1所述的基于数字AI处理的分散式污水快渗处理方法，其特征在于，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；
3.根据权利要求1所述的基于数字AI处理的分散式污水快渗处理方法，其特征在于，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。
...【技术特征摘要】
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：
2.根据权利要求1所述的基于数字ai处理的分散式污水快渗处理方法，其特征在于，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；
3.根据权利要求1所述的基于数字ai处理的分散式污水快渗处理方法，其特征在于，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。
4.根据权利要求3所述的基于数字ai处理的分散式污水快渗处理方法，其特征在于，所述数字ai对图像进行处理包括：通过过滤材料颜色浓度变化进行分析；
5.根据权利要求1所述的基于数字ai处理的分散式污水快渗处理方法，其特征在于，在步骤s4中...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹凯频，钱蕊，
申请(专利权)人：甘肃紫光智能交通与控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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