申请/专利权人：同济大学

申请日：2024-01-09

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117843074A

主分类号：C02F1/32

分类号：C02F1/32;G06N20/00;C02F1/00;G01N21/64

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：本发明公开一种给水厂碘代消毒副产物在线智能预警与防控系统，该系统包含卤素在线检测单元，荧光在线检测单元，前紫外消毒单元，后加氯消毒单元，以及智慧控制单元，并与既有的水厂控制系统整合对接。本发明采用机器学习算法构建智慧控制单元，通过接收城市给水厂，特别是咸潮入侵时近海城市给水厂原水卤素水平、溶解性有机物荧光水平，通过机器学习算法的运算过程，实现决定系数0.90以上的预测效果，智慧调控对高碘水的先紫外后加氯胺消毒过程参数，可削减70.2％的碘代消毒副产物生成，同时可作为扩展模块整合对接到给水厂既有的控制系统中进行操作与控制，智慧高效安全地得到低碘代消毒副产物生成量的低风险出水。

主权项：1.一种给水厂碘代消毒副产物在线智能预警与防控系统，其特征在于，该系统包含卤素在线检测单元1，荧光在线检测单元2，前紫外消毒单元3，后加氯消毒单元4，以及智慧控制单元5，各单元与水厂控制系统6整合对接；该系统处理含碘水时，首先卤素在线检测单元1对水中碘离子、碘酸根离子和溴离子浓度进行分别在线检测，并将浓度数据发送到智慧控制单元5，同时荧光在线检测单元2对水中溶解性有机物三维荧光水平，即激发发射矩阵进行在线检测，并将结果发送到智慧控制单元5，同时当前尚未进行消毒处理的前紫外消毒单元3与后加氯消毒单元4将当前正在运行的消毒参数紫外光强、加氯剂量发送到智慧控制单元5，智慧控制单元5依照已写入的机器学习算法模型对当前消毒参数下所将生成的碘代消毒副产物进行预测，并与给水厂已设定的碘代消毒副产物限值进行比较，判断是否需要调整消毒参数，而后以新的低碘代消毒副产物生成风险的消毒参数控制前紫外消毒单元3与后加氯消毒单元4，使得出水碘代消毒副产物的产量降低，从而削减其对应风险；智慧控制单元5所写入的机器学习算法模型为极端梯度提升XGB算法、人工神经网络ANN算法、支持向量机SVM算法或随机森林RF算法，同时，所应用的模型应为给水厂经过训练的最优参数模型，最优参数模型的生成经过对完整数据集分割后在训练数据集上调整超参数，并进行测试集模型测试，在测试数据集上达到决定系数R2≥0.9的模型最终进行应用，其训练的完整数据集的输入变量包括水中碘离子、碘酸根离子和溴离子浓度，溶解性有机物荧光水平，以及前紫外-后加氯消毒参数，输出变量为相应输入条件下的碘代消毒副产物水平；在应用时，智慧控制单元5接收到卤素在线检测单元1、荧光在线检测单元2、前紫外消毒单元3和后加氯消毒单元4的数据后进行预测计算与逻辑判断的过程是，首先预测在当前消毒参数下的碘代消毒副产物生成水平，如果小于水厂已设定的碘代消毒副产物限值，则以当前消毒参数继续运行，如果大于水厂已设定的碘代消毒副产物限值，则将系列消毒参数循环输入模型进行预测，并以预测结果小于水厂已设定的碘代消毒副产物限值的消毒参数控制重新设置前紫外消毒单元3和后加氯消毒单元4的消毒参数进行消毒，如果循环输入后所有消毒参数均无小于水厂已设定的碘代消毒副产物限值的预测结果，则以碘代消毒副产物生成水平为极小值的消毒参数控制重新设置前紫外消毒单元3和后加氯消毒单元4的消毒参数进行消毒，并向水厂控制系统6反馈数据进行预警。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 同济大学 给水厂碘代消毒副产物在线智能预警与防控系统

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