[發明專利]一種利用電子鼻對污水處理廠不同階段廢水檢測的方法

在審

• 申請號: 202211542861.3
• 申請日: 2022-12-03
• 公開（公告）號: CN115980286A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 常志勇;常學智;王冰洋;徐琳;姚宗偉;翁小輝;畢秋實;靳宏楊;宋成鑫;鄧孫華
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18;G01N33/00;G01N1/10;G01N1/24;G06N20/10;G06F17/18
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張冉昕

一種利用電子鼻對污水處理廠不同階段廢水檢測的方法，包括：裝配用于檢測的電子鼻系統進行樣品檢測與模型訓練：裝配適用于檢測要求電子鼻；廢水樣品與臭氣樣品采集；氣味樣本數據采集；對數據進行特征提取與模式識別，獲得機器學習模型。將電子鼻用于污水處理廠不同階段廢水檢測，包括：將電子鼻系統布置在污水處理廠的不同處理階段；使用電子鼻系統進行氣味濃度檢測與水質參數預測，決策是否正常進行排放。本發明利用電子鼻能實現污水處理廠不同階段廢水的高效、精準、低成本檢測，并且實時化通知檢測結果，解決了目前水質參數檢測技術成本高、操作復雜、儀器要求高、檢測效率低等問題，能為污水處理廠廢水檢測提供了一種更可行的方法。

技術領域

本發明屬污水檢測技術領域，具體涉及一種利用電子鼻對污水處理廠不同階段廢水檢測的方法。

背景技術

污水處理廠的非法排放是環境污染的一個關鍵來源。

污水的非法排放將帶來多方面的危害，對于群眾健康將產生直接影響，通過飲水或食物鏈便可能引發傳染病、消化病、皮膚病、慢性或急性中毒等多種疾病，甚至致癌，給群眾身體健康帶來威脅。對于環境也會產生多種污染，造成土壤污染，使土壤不再適宜耕作；導致河流水質惡化，影響水體的正常利用，還會經過入滲等途徑污染地下水。污水非法排放給人類健康和生態系統帶來了潛在風險，精準檢測污水質量并及時采取措施是很有必要的。

污水處理廠的廢水質量由包括化學需氧量(COD)、氨氮(AN)、總氮(TN)和總磷(TP)等水平決定。這些參數包括廢水質量的基本信息，是進行水質監測、利用以及污染治理的主要依據，有助于確定廢水是否符合排放要求。

目前，常用的廢水質量與氣味濃度檢測方法包括氣相色譜-質譜法、熱脫附-氣相色譜質譜法、氣相色譜-火焰電離檢測器和高效液相色譜-熒光檢測法等檢測方法。這些方法均具備良好的穩定性和靈敏度，但是普遍存在著成本高、體積大、預處理復雜、分析時間長等缺點，且不能實現實時檢測應用。此外，這些方法在每次檢測中只能對被測氣體中的一種揮發性化合物進行分析，不能夠描述廢水的氣味特征。因此，傳統的檢測方法并不適合在污水處理廠中對廢水進行現場快速定性。

電子鼻是一種模仿生物嗅覺的新型檢測設備，通過傳感器陣列對多種揮發性物質產生響應。電子鼻具有低成本、小型化、簡便高效以及實時原位等特點，該技術已被應用于環境、食品、農業、軍事和其他科學研究等多種領域。此外，電子鼻在廢水分析中也有一些潛在的應用，已有研究者結合算法，通過電子鼻來評估污水處理廠中氣味的濃度水平。鑒于其優勢，電子鼻適用于全面描述廢水的氣味，并深入挖掘氣味中包含的污水處理廠的運行信息。

污水處理廠中廢水臭氣的治理關系到環境保護，人民身體的健康，有必要加以重視，并采取有效措施對其進行監測。只有實時準確檢測到所排廢水情況，以臭氣濃度與水質參數為關注點，才能精準完成污水處理廠排水整治。

因此，為了解決現有廢水質量檢測方法所存在的檢測成本高、檢測儀器體積大、樣品預處理復雜、分析時間長和不能達到實時檢測等缺點，根據電子鼻響應信號與中國標準方法檢測結果之間的關系，發明了用于污水處理廠不同階段廢水檢測的電子鼻系統。結合污水處理廠的排放情況，通過對污水處理廠排放的廢水進行檢測與傳感器響應信號采集，完成識別模型構建，進一步實現氣味濃度與水質參數情況的實時準確預測，根據預測結果主動進行預警并對排放進行控制，極大程度避免了污水處理廠的違規排放，使居民健康與環境安全得到了有效保證，使污水處理工作快速見效。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用電子鼻對污水處理廠不同階段廢水檢測的方法，該方法能夠解決現有技術檢測成本高、分析時間長、預處理復雜等問題。

一種利用電子鼻對污水處理廠不同階段廢水檢測的方法，包括下列步驟：