[發(fā)明專利]一種微生物修復系統(tǒng)活性評價的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610139232.4
• 申請日: 2016-03-12
• 公開（公告）號: CN105787297A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 宣志剛;黃志紅;王萬賓;崔文娟;周濤;顧開林;羅生;宋羽飛;張會北
• 申請（專利權(quán)）人: 云南圣清環(huán)境監(jiān)測科技有限公司
• 主分類號: G06F19/28
• 分類號: G06F19/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

一種微生物修復系統(tǒng)活性評價的方法，屬于資源與環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及微生 物修復系統(tǒng)活性評價的體系建立。

背景技術(shù)

現(xiàn)有污水處理技術(shù)中，微生物修復系統(tǒng)應用最為廣泛。微生物修復系統(tǒng)是一個高 度復雜、呈非線性的多因素影響的系統(tǒng)。通過污染指標（COD_Cr、總氮、氨氮、總磷等）的測量來 反映微生物修復系統(tǒng)的活性不僅具有一定的延時性，更重要的是其不能定量全面的評價微 生物修復系統(tǒng)的活性狀態(tài)。通過機理模擬模型（ASM1、ASM2等）對微生物修復系統(tǒng)進行仿真 與參數(shù)優(yōu)化不僅需要大量的數(shù)據(jù)作為支撐，其參數(shù)眾多、機理描述復雜也限制了其進一步 的推廣應用。越來越多的研究表明，利用微生物修復系統(tǒng)活性狀態(tài)指標（氧化還原電位、耗 氧速率等）來描述微生物修復系統(tǒng)的活性狀態(tài)具有較好的直接性和適用性。但是目前的眾 多研究仍僅限于單個活性狀態(tài)指標的建立及其應用。作為一個完整的系統(tǒng)，全面篩選微生 物修復系統(tǒng)活性狀態(tài)評價指標，全面分析活性狀態(tài)指標與污染指標之間的聯(lián)系，全面分析 重要影響因子與活性狀態(tài)指標的關(guān)系旨在重要。基于此，一種微生物修復系統(tǒng)活性評價體 系方法的建立將具有深遠意義，其能定量揭示活性評價（狀態(tài)）測量指標與污染指標之間的 耦合關(guān)系。

正交試驗設計是研究多因素多水平問題的一種設計方法，其是根據(jù)正交性從全面 試驗中挑選出部分有代表性的點進行試驗，是一種高效率、快速、經(jīng)濟的實驗設計方法。通 過正交分析，可以試驗得到各影響因子的影響權(quán)重，也可以找到最佳的試驗條件。把正交設 計思想應用于微生物修復系統(tǒng)活性狀態(tài)影響因子、活性狀態(tài)評價指標的試驗與分析具有重 大現(xiàn)實意義，其能大大減少試驗工作的數(shù)量，也能使試驗設計更加合理。

Elman網(wǎng)絡可以看作是一個具有局部記憶單元和局部反饋連接的前向神經(jīng)網(wǎng)絡。 Elman網(wǎng)絡具有與多層前向網(wǎng)絡相似的多層結(jié)構(gòu)。它的主要結(jié)構(gòu)是前饋連接，包括輸入層、 隱含層、輸出層。在這種網(wǎng)絡中，除了普通的隱含層外，還有一個特別的隱含層，稱為關(guān)聯(lián) 層(或承接層層)。該層從隱含層接收反饋信號，每一個隱含層節(jié)點都有一個與之對應的關(guān) 聯(lián)層節(jié)點連接。關(guān)聯(lián)層的作用是通過聯(lián)接記憶將上一個時刻的隱層狀態(tài)連同當前時刻的網(wǎng) 絡輸入一起作為隱層的輸入，相當于狀態(tài)反饋。把Elman網(wǎng)絡方法應用于微生物修復系統(tǒng)活 性狀態(tài)評價中，不僅能解決微生物修復系統(tǒng)高度非線性復雜問題，也為其程序化及進一步 的推廣應用提供基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

通過污染指標（COD_Cr、總氮、氨氮、總磷等）的測量來反映微生物修復系統(tǒng)的活性具 有一定的延時性，不能定量全面的評價微生物修復系統(tǒng)的活性狀態(tài)。現(xiàn)發(fā)明一種對微生物 修復系統(tǒng)活性評價的方法，建立一種微生物修復系統(tǒng)活性評價體系，其能定量揭示活性評 價（狀態(tài)）測量指標與污染指標之間的耦合關(guān)系。

一種微生物修復系統(tǒng)活性評價的方法，其特征在于：利用正交設計方法確立影響 因子和微生物修復系統(tǒng)活性狀態(tài)指標及污染指標之間的影響權(quán)重，利用Elman神經(jīng)網(wǎng)絡方 法，建立微生物修復系統(tǒng)活性評價體系，即微生物修復系統(tǒng)活性狀態(tài)指標與水質(zhì)污染指標 之間的復雜關(guān)系的量化。具體步驟如下：

第一步利用正交設計方法確立影響因子：碳氮比、溫度、pH、溶解氧（DO）對微生物修 復系統(tǒng)活性狀態(tài)指標氧化還原電位（ORP）、三磷酸腺苷（ATP）、過氧化氫酶（CAT）、脫氫酶 （DHA）、耗氧速率（OUR）的影響權(quán)重，統(tǒng)計結(jié)果顯示對于氧化還原電位（ORP）而言，溶解氧 （DO）影響最大；對于三磷酸腺苷（ATP）而言，碳氮比影響最大；對于過氧化氫酶（CAT）而言， 溫度影響最大；對于脫氫酶（DHA）而言，pH影響較大；對于耗氧速率（OUR）而言，pH影響較大；