废水脱色反应自动追踪运行操作方法与系统

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申请日 20200907

公开（公告）日 20201218

IPC分类号 G06T7/90; G06F16/2457; G06F16/21; C02F1/461; C02F1/72

摘要

一种废水脱色反应自动追踪运行操作方法，系利用废水处理脱色反应前，取得废水颜色与性质，进一步利用AI智能颜色识别主机，搜寻废水脱色反应自动运行数据库中的运行记录，取得相似运行工艺加载的处理工艺配方，进一步自动运行废水脱色反应程序操作，得到反应后废水颜色信息及运行数据信息，通过反应前后颜色变化智能比对，分析脱色反应效果，进一步调整运行工艺或直接存入废水脱色反应运行数据库中，作为未来相同颜色与性质的废水脱色反应自动运行的工艺配方。通过分析有效脱色反应颜色的变化信息，让废水处理脱色反应更精准，运用历史数据及人工智能颜色分析，掌握修正自动脱色反应操作运行，实现废水处理脱色反应自动追踪运行操作目标。



权利要求书

1.一种废水脱色反应自动追踪运行操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用颜色获取装置结合AI人工智能颜色辨识主机作为废水颜色获取输入工具；

废水的颜色可以通过颜色获取装置进行颜色获取，进一步引入AI智能颜色辨识主机，利用RBG颜色分析图像获取废水图像颜色色阶，进一步确认废水颜色模型作为脱色处理分析依据，该颜色获取装置可为数字摄影机、数字相机或分光仪，用来获取废水颜色；

(2)利用废水测量数据及颜色作为脱色反应工艺配方搜寻载入的工具；

运用废水测量数据及颜色信息作为废水处理搜寻配方依据，其测量数据会影响脱色反应效率因素如废水含盐浓度、PH值、BOD值、COD值、导电度、水温、色度等相关信息，对于颜色可为红、黄、绿、黑、白等色及混合衍生颜色，其对氧化反应量的需求不相同，通过废水测量数据及颜色作为工具搜寻废水脱色反应自动运行数据库的精准数据，能实现更有效率的废水脱色反应自动运行操作；

(3)利用废水脱色反应运行记录作为建立废水脱色反应自动运行数据库的信息来源；

废水脱色反应自动运行数据库系将废水测量数据及颜色信息内容并入运行记录，将运行记录转化至废水脱色反应自动运行数据库，提供未来废水处理前，运用测量数据与颜色信息进行比对，在废水脱色反应自动运行数据库中，寻求相同测量数据及颜色信息或相似工艺配方，作为废水脱色反应执行运作工艺配方，实现废水脱色反应自动运行操作目标；

(4)利用反应前后颜色比对废水脱色反应自动运行数据库颜色变化记录差异作为脱色配方修正工具；

废水脱色反应条件需要依据废水来源变动进行修正并导入正确运行配方，当废水来源变动时，需要通过配方变动加以修正，而在处理后颜色变动时，也需依据处理效果进行反应量修正；通过每个段落修正或批次作多回修正，才能实现废水处理最佳运行操作模式，通过反应颜色工具修正才能确认脱色反应操作落实；废水脱色反应可为单一批次操作及多段多设备串联操作方案，单一批次操作需多程序多颜色修正工艺配方，多段多设备串联时，在每个设备前后进行配方修正；通过引入废水颜色变化进行工艺配方修正，实现有效废水脱色反应自动修正方案，由于废水是多变弹性组合，颜色及浓度随时有变化，需要适时测量追踪废水性质及颜色，依据废水条件进行工艺配方修正，才能落实废水脱色反应目标；

(5)利用引入废水信息及颜色变化追踪，调整运行工艺配方，建立优化废水脱色反应追踪调整运行工具；

废水脱色反应运行因废水来源受到工厂工艺影响无法统一性质、颜色及浓度，废水脱色反应工艺配方需相对调整；

(6)利用废水脱色反应自动运行颜色变化信息记录，建立废水脱色反应颜色演进图像，作为脱色反应导引识别操作工具；

利用废水测量数据及颜色信息搜寻废水脱色反应自动运行数据库配方时，即能清楚对应废水脱色反应前颜色，处理段落时间及反应后颜色预估，通过多段或多程序执行成果，即能清楚每个段落程序颜色图像变化及处理时间分布状态，可作为脱色反应导引操作工具，通过AI人工智能颜色模型演进分析，进一步了解每个段落处理前后颜色变化信息，通过AI人工智能颜色模型识别能清楚预估处理颜色变化自动修正工艺配方，作为导引废水脱色反应段落及程序操作的工具；

(7)利用追踪脱色反应量与运行时间差异数据，作为辅助反应能效验证依据；

脱色反应过程中，往往需要通过辅助判定来实现强化脱色反应，如电解脱色造成脱色效率不足，可能电极有所损坏造成脱色效率下降，反应时间变长，需更新电极；或活性碳触媒反应下降，可能影响脱色反应氧化反应量及时间较长，需更新活性碳；通过反应量及反应时间变化，就脱色反应系统操作上有盲点发生时需要辅助机制操作作为判定依据。

2.如权利要求1所述的方法涉及的废水脱色反应自动运行数据库，其结构内容有：

(1)废水测量数据；

其数据为废水的特性，对脱色反应有影响的因素，包括含盐浓度、导电度、PH值、BOD值、COD值、水温等信息；

(2)反应前的颜色；

通过颜色获取装置获取反应前颜色，由颜色记录作为反应配方的导引信息，依AI智能颜色辨识系统进行颜色比对分析取得最接近颜色废水脱色反应的自动运行数据库记录信息，作为自动运行配方的依据；

(3)脱色反应量；

该脱色反应量系指脱色反应材料的用量需求，可为氧化剂量用量、混凝捕捉剂用量、电极反应电量等，氧化剂用量可为二氧化氯、漂白水、双氧水、臭氧量、保险粉等用量，混凝剂用量可为絮凝剂、助凝剂等用量，电极反应电量可为电解脱色电量、电凝用电参数、电透析用电量等；

(4)脱色反应运行时间；

系指脱色反应可通过反应药剂残余测量追踪是否完成反应，更可利用计时追踪方案进行测量反应前后颜色落差应用AI智能颜色辨识系统颜色变化追踪反应进行效果观察；

(5)反应检核时间；

系指脱色反应最终检核时间，在检核时间内能实现脱色目标其反应系统为正常，当检核时间内无法实现脱色目标时，则反应系统发生盲点，提醒更换触煤、电极等脱色反应用料；

(6)预估颜色；

系为脱色反应自动运行结果记录颜色信息，提供再次运用相同配方反应的结果预估，提供处理效果分析比对运用；

(7)反应结果颜色；

系为脱色反应目标检核颜色最终处理颜色，获取的废水颜色，作为处理效果分析及执行脱色反应目标并记录于废水脱色反应自动运行数据库中，作为日后废水颜色自动运行比对最终运行目标颜色，其可提供AI智能颜色模型演进技术分析比对目标，进行检验废水程序是否完成，或进一步进行修正补充操作程序。

3.如权利要求1所述的一种废水脱色反应自动追踪运行操作方法，其实施程序为：

(1)废水引入程序；

系将废水引入废水脱色反应自动追踪运行管控操作系统中，依据脱色反应方案将废水引入系统中，其可为固定量的批处理方案或流量控制的连续操作方案来引入废水；

(2)废水信息测量程序；

在脱色反应执行前，将影响废水脱色反应的数据获取出来，作为脱色反应执行导引操作的数据，在批次反应方案下是撷取脱色反应前测量信息，而在连续反应时则截取反应前端的废水测量信息，脱色反应自动搜寻工艺配方导引数据信息，其信息可为PH值、温度值、导电度、BOD、COD、含盐浓度等影响脱色反应的因素，可作为工艺配方优先选择操作导引信息；

(3)废水脱色反应颜色截取程序；

脱色反应前进行废水颜色获取，作为脱色反应工艺配方自动选择导引信息，在批次反应操作以脱色反应前废水颜色获取信息来作为工艺配方自动选择操作导引信息，而在连续反应时则是反应前端引入的废水颜色信息作为工艺配方自动选择操作导引信息，可以通过颜色获取进行废水脱色反应自动追踪运行管控操作，进行脱色反应记录，进一步将运行记录转化建立脱色反应自动运行数据库，以废水颜色及测量信息作为搜寻操作导引信息，通过废水颜色及测量数据搜寻最相近处理工艺配方；通过处理成果记录分析，建立人工智能自动运行之脱色反应自动运行数据库，让废水进行脱色反应能自动取得配方工艺追踪处理效果，实现AI智能化废水脱色反应自动追踪运行管控操作方法；

(4)建立与搜寻脱色反应工艺配方程序；

取得废水测量信息及颜色信息即能通过测量数据及颜色对脱色反应自动运行数据库搜寻比对，寻找相近工艺配方加载脱色反应系统自动进行脱色反应处理操作，亦可通过测量数据及废水颜色重新输入运行工艺配方进行脱色反应操作，在其反应操作结束时，可以通过运行结果记录直接建立脱色反应自动运行数据库之工艺配方，能清楚脱色反应前后效果，作为日后相同条件运行操作之配方依据；

(5)脱色反应执行程序；

取得工艺配方后就依据工艺配方条件运行脱色反应，进行相关反应环境建立，如开始搅拌装置调整水温、PH调整、投入反应触媒等，让脱色环境实现优化操作，再来进行脱色反应量运行控制，依脱色方法控制适当反应量参数进行脱色反应操作，通过处理量的需求进行同比例脱色反应量供应，可依反应时间安排投入，让反应量可为控制电压、控制电流、臭氧量、空气量、氧化剂量、捕捉剂量、混凝剂量等依脱色反应需求供应，依反应需求进行时间批量、比例需求量、总量等投入；

(6)脱色反应追踪程序；

通过反应程序操作，进行脱色反应量追踪，验证脱色反应效果，确认脱色反应运行时间、脱色反应量、反应物残量，确保反应程序落实，如脱色氧化反应氧化剂是否百分百反应完成作为程序结束依据；

(7)脱色反应后颜色采样比对程序；

脱色反应后颜色可通过颜色获取装置读取反应后脱色水颜色，通过AI颜色识别单元比对最终处理颜色，进一步了解颜色差异是否符合配方预期，作为判断效果依据，将本次运行工艺配方信息结合废水处理前后颜色及废水测量信息，建立废水脱色反应自动运行数据库，当未能符合最终处脱色标准时，则需回到搜寻脱色反应工艺配方程序再次进行脱色反应运行操作，直到达到脱色反应要求才完成，上述是对于批次反应操作方案，对于连续操作方案，则是利用引出之废水颜色作为处理效果，该颜色是下个处理程序的入口颜色，当入口颜色改变时可以通过入口颜色变化搜寻调整处理工艺配方，实现全自动化脱色反应运行目标；

(8)脱色反应完成程序；

通过上述反应后颜色符合脱色反应最终颜色目标，即可将脱色反应后废水进一步回收利用或进行无害排放。

4.一种废水脱色反应自动追踪运行操作系统，其内容包括：

(1)废水输入控制系统；

主要捕捉废水引入操作的控制方案，依据反应需求引入适当水量进行脱色反应，其为引入水泵、控制阀及液位建构的输入系统；

(2)废水脱色反应功能执行系统；

系依据脱色反应功能需求来设置废水脱色反应功能执行系统；

(3)废水信息测量系统；

其作为废水性质测量工具，提供废水处理脱色操作重要反应条件数据，依据测量信息自动寻求最佳处理工艺配方，测量信息其内容包括废水PH值、COD值、BOD值、水温、导电度、盐水浓度等，作为废水脱色反应操作追踪信息，可为单一测量信息或复数测量信息，依据脱色反应要求追踪条件进行测量；

(4)脱色反应追踪测量系统；

针对脱色反应需求用量依据反应需求进行管控，通过废水反应量、流量，进行等比例药剂量电力需求能量管控、反应时间追踪管控，实现优化节能高效率运行；

(5)AI废水颜色人工智能自动追踪运行管控系统；

系指针对废水处理前颜色获取及测量信息进行收集，进一步通过脱色反应自动运行数据库取得相近运行操作工艺配方，用于废水脱色反应自动追踪运行管控操作执行，通过有效运行记录信息及人工智能颜色演进模型分析脱色反应结果，是否符合执行目标需求？更进一步针对处理效果记录作为脱色反应自动运行数据库的数据，提供未来脱色反应执行工艺，更可利用分析效果进行部份工艺配方的调整，让脱色反应执行更顺畅更有效率，通过废水颜色及测量信息能自行调整脱色反应运行工艺配方，实现废水脱色反应自动追踪运行管控的操作目标；

(6)废水输出控制系统；

系针对脱色反应完成的脱色水移出反应系统外，可依反应操作需求将脱色水移出系统。

5.如权利要求4所述的废水脱色反应执行功能系统，其主要可应用范围包括：

(1)捕捉剂混凝脱色反应系统；

需投入混凝剂、絮凝剂、助凝剂等通过搅拌混合作用进行捕捉色料，达到凝絮及静置沉降，由加药控制计量单元、混合搅拌单元、及沉降过滤单元组成；

(2)氧化剂分解脱色反应系统；

采投入氧化剂反应分解色料，由氧化剂加药单元、混合搅拌单元，温控单元及过滤单元组成；

(3)电解脱色反应系统；

利用电极进行废水电解破坏色料达到脱色目的，由电解反应单元、PH反应调整单元及混合气浮单元组成；

(4)电凝脱色反应系统；

利用电极释放金属离子，进行氧化反应与凝结，捕捉废水中色料，由电解反应单元、曝气单元、中和及凝絮混合单元、静置沉降单元、过滤分离单元组成；

(5)臭氧脱色反应系统；

利用臭氧氧化能力进行废水氧化脱色功能，由脱色反应曝气单元、臭氧产生单元及排气处理单元组成。

6.如权利要求4所述的AI废水颜色人工智能自动追踪运行管控系统，其内容包括：

(1)操作显示单元；

系为系统人机操作界面，提供运行数据存取、设定操作界面、脱色反应系统机械参数调整设定界面、运行参数指引界面、废水颜色读取显示界面、脱色反应运行信息指引界面、脱色反应自动运行数据库修正界面、脱色反应运行数据库存取操作界面、废水测量信息显示界面及颜色分析智能显示指引界面，其与脱色反应自动追踪运行管理单元通过内部界面直接连接，可将脱色反应运行信息显示，提供操作人员作为操作指引操作的依据；

(2)脱色反应自动追踪运行管理单元；

系为脱色反应AI人工智能颜色处理核心，其接收AI颜色追踪单元之废水颜色获取信息、进行废水脱色反应颜色演进智能模型分析、脱色反应智能学习废水颜色演进路径，分析脱色反应效果演进信息记录，可将AI颜色追踪单元信息传送于操作显示单元显示，让操作人员查看脱色反应效果；另一连接于AI脱色反应设备运行单元，通过其脱色反应设备输入/输出界面获取脱色反应废水测量信息、脱色反应量管控追踪数据信息、废水测量信息及废水颜色反应信息与废水脱色反应运行工艺配方等信息记录，转化成废水脱色反应自动运行数据库，提供未来废水脱色反应运行自动搜寻配方依据；其脱色反应工艺配方取得，可利用废水处理前测量信息及颜色信息作为脱色反应数据库搜寻条件，取得最相近运行工艺配方，确保废水脱色反应自动运行业效果，更可通过运行工艺配方之反应预估颜色差异，分析出设备运行条件辅助设施修正，如使用触媒、活性碳、电极材料更新操作依据，能清楚运行操作状况；脱色反应自动追踪运行管理单元与操作显示单元可通过界面连接AI颜色追踪单元及AI脱色反应设备运行单元，均为采用网络连接提供数据传送接收通道的脱色反应装置，更可通过对外网络界面与其他工厂管理信息站或其他相同系统相连；

(3)AI脱色反应运行单元；

系指针对脱色反应的运行控制及测量数据管控操作中心提供系统操作管控的脱色反应设备及测量输入输出界面，与系统中的各项检核信息测量仪器及运行管控系统相连，进行脱色反应系统运行控制及信息收集，将运行信息与测量信息通过网络界面与脱色反应自动追踪运行管理单元连接；

(4)AI颜色追踪单元；

AI颜色追踪单元系针对废水脱色反应过程对废水颜色变化进行获取分析，通过内部RGB颜色数据库了解废水颜色信息，识别废水颜色及色度变化，进一步将脱色反应过程中颜色变化之演进方案记录分析，通过智能学习分析能判断预估废水脱色反应颜色变化路径，可通过反应时间及颜色的演进分析脱色反应效果，更进一步通过与脱色反应自动追踪运行管理单元结合，让废水颜色与测量信息及脱色反应工艺配方结合，建立脱色反应自动追踪运行数据库，根据历史记录运行数据分析实现AI人工智能自动运行目标，通过本单元处理前颜色读取结合废水测量信息，即可在脱色反应自动追踪运行数据库中找到优化处理工艺配方，能自动导引脱色反应运行，实现自动运行目标；AI颜色追踪单元有网络连接界面与脱色反应自动追踪管理单元相连，另颜色获取界面可连接颜色获取装置读取废水之颜色信息，其可通过网络与颜色获取装置连接取得废水颜色信息，取得废水颜色信息通过网络传送至脱色反应自动追踪运行管理单元，进行颜色信息整合及显示与记录进行脱色反应之废水颜色追踪。

7.如权利要求6所述的AI脱色反应运行单元，该单元之脱色反应设备及测量输入/输出界面包括：

(1)废水输入控制连接界面；

提供废水输入运行测量管控，其可依需求进行废水引入流量、液位、反应容量等输送数据信息；

(2)废水脱色反应执行连接界面；

提供反应系统需求运行控制操作界面，可以按脱色反应系统要求进行设备管控信息及测量信息读取传送及记录的操作通道，让脱色反应系统功能能正确运行；

(3)废水信息测量连接界面；

提供废水脱色反应特征影响数据，依脱色反应方法需求来设置，能截取多种影响脱色反应功能数据信息，更可通过数据信息导引搜寻脱色反应自动追踪运行数据库，取得优化工艺配方，执行脱色反应；

(4)脱色反应量追踪测量连接界面；

脱色反应量追踪测量系统，系针对脱色反应工艺配方要求进行追踪管控操作，通过测量数据能清楚投入脱色反应工艺配方投入时机及用量管控，更可通过反应时间与反应残量测量追踪反应过程脱色反应效果，是否符合脱色反应预期？通过测量数据信息追踪脱色反应效果，实现优化自动化运行操作的目标，当脱色反应偏离预期效果时，即是反应操作需要调整，如反应触媒钝化需更新、反应电极需要调整更新、过滤器需清洗等，确保脱色反应运行正常化，从脱色反应量测量数据得到调整更换操作的信号；

(5)废水输出控制连接系统界面；

废水输出控制系统系针对脱色反应后的废水，进一步移出脱色反应系统操作，让脱色反应后的废水能回用或进行安全排放，管控处理后的废水运行操作。

发明人 （巫协森）



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