公布日：2023.12.19
申請日：2023.10.11
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;C02F101/14(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1
/66(2023.01)N;C02F1/46(2023.01)N;C02F3/30(2023.01)N
摘要
公開了一種用于處理高氟高氨氮廢水的裝置和方法。該裝置包括預(yù)處理單元、氟離子去除單元、氮去除單元和后處理單元，其特征在于，所述氮去除單元為高效生物載體反應(yīng)器，所述高效生物載體反應(yīng)器包括溶解氧和ORP檢測儀表、電動比例閥、充氧風(fēng)機、曝氣器和自動控制組件；其中，所述自動控制組件用于基于所述溶解氧和ORP檢測儀表所采集的含氧量和ORP值來控制所述充氧風(fēng)機。這樣，可以實現(xiàn)對高氟高氨氮廢水的處理和自動調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求書
1.一種用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其包括預(yù)處理單元、氟離子去除單元、氮去除單元和后處理單元，其特征在于，所述氮去除單元為高效生物載體反應(yīng)器，所述高效生物載體反應(yīng)器包括溶解氧和ORP檢測儀表、電動比例閥、充氧風(fēng)機、曝氣器和自動控制組件；其中，所述自動控制組件用于基于所述溶解氧和ORP檢測儀表所采集的含氧量和ORP值來控制所述充氧風(fēng)機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述自動控制組件，包括：數(shù)據(jù)采集單元，用于通過部署于所述高效生物載體反應(yīng)器的所述溶解氧和ORP檢測儀采集混合溶液在預(yù)定時間段內(nèi)的多個預(yù)定時間點的含氧量和ORP值；數(shù)據(jù)參數(shù)時序關(guān)聯(lián)分析單元，用于對所述多個預(yù)定時間點的含氧量和ORP值進(jìn)行時序特征交互關(guān)聯(lián)分析以得到含氧量-ORP值時序交互特征；以及充氧風(fēng)機控制單元，用于基于所述含氧量-ORP值時序交互特征，確定當(dāng)前時間點的所述充氧風(fēng)機的功率值應(yīng)增大或減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)參數(shù)時序關(guān)聯(lián)分析單元，包括：數(shù)據(jù)參數(shù)時序排列子單元，用于將所述多個預(yù)定時間點的含氧量和ORP值分別按照時間維度排列為含氧量時序輸入向量和ORP值時序輸入向量；上采樣子單元，用于分別對所述含氧量時序輸入向量和所述ORP值時序輸入向量進(jìn)行上采樣處理以得到上采樣含氧量時序輸入向量和上采樣ORP值時序輸入向量；參數(shù)多尺度時序特征提取子單元，用于通過基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的時序特征提取器分別對所述上采樣含氧量時序輸入向量和所述上采樣ORP值時序輸入向量進(jìn)行多尺度時序特征提取以得到含氧量時序多尺度特征向量和ORP值時序多尺度特征向量；以及多參數(shù)時序特征交互關(guān)聯(lián)分析子單元，用于對所述含氧量時序多尺度特征向量和所述ORP值時序多尺度特征向量進(jìn)行特征交互關(guān)聯(lián)分析以得到含氧量-ORP值時序交互特征向量作為所述含氧量-ORP值時序交互特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為多尺度鄰域特征提取模塊，所述多尺度鄰域特征提取模塊包括并行的第一卷積層和第二卷積層，以及，與所述第一卷積層和所述第二卷積層連接的多尺度特征融合層，其中，所述第一卷積層和所述第二卷積層使用具有不同尺度的一維卷積核。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述多參數(shù)時序特征交互關(guān)聯(lián)分析子單元，用于：使用特征間注意力層對所述含氧量時序多尺度特征向量和所述ORP值時序多尺度特征向量進(jìn)行基于注意力機制的特征交互以得到所述含氧量-ORP值時序交互特征向量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述充氧風(fēng)機控制單元，用于：將所述含氧量-ORP值時序交互特征向量通過分類器以得到分類結(jié)果，所述分類結(jié)果用于表示當(dāng)前時間點的充氧風(fēng)機的功率值應(yīng)增大或減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，還包括用于對所述基于多尺度鄰域特征提取模塊的時序特征提取器、所述特征間注意力層和所述分類器進(jìn)行訓(xùn)練的訓(xùn)練模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，所述訓(xùn)練模塊，包括：訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集單元，用于獲取訓(xùn)練數(shù)據(jù)，所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括混合溶液在預(yù)定時間段內(nèi)的多個預(yù)定時間點的訓(xùn)練含氧量和訓(xùn)練ORP值，以及，所述充氧風(fēng)機的功率應(yīng)增大或減小的真實值；訓(xùn)練數(shù)據(jù)時序排列單元，用于將所述多個預(yù)定時間點的訓(xùn)練含氧量和訓(xùn)練ORP值分別按照時間維度排列為訓(xùn)練含氧量時序輸入向量和訓(xùn)練ORP值時序輸入向量；訓(xùn)練數(shù)據(jù)時序上采樣單元，用于分別對所述訓(xùn)練含氧量時序輸入向量和所述訓(xùn)練ORP值時序輸入向量進(jìn)行上采樣處理以得到訓(xùn)練上采樣含氧量時序輸入向量和訓(xùn)練上采樣ORP值時序輸入向量；訓(xùn)練參數(shù)時序多尺度特征提取單元，用于將所述訓(xùn)練上采樣含氧量時序輸入向量和所述訓(xùn)練上采樣ORP值時序輸入向量分別通過所述基于多尺度鄰域特征提取模塊的時序特征提取器以得到訓(xùn)練含氧量時序多尺度特征向量和訓(xùn)練ORP值時序多尺度特征向量；訓(xùn)練參數(shù)時序特征交互關(guān)聯(lián)單元，用于使用所述特征間注意力層對所述訓(xùn)練含氧量時序多尺度特征向量和所述訓(xùn)練ORP值時序多尺度特征向量進(jìn)行基于注意力機制的特征交互以得到訓(xùn)練含氧量-ORP值時序交互特征向量；分類損失單元，用于將所述訓(xùn)練含氧量-ORP值時序交互特征向量通過所述分類器以得到分類損失函數(shù)值；以及模型訓(xùn)練單元，用于基于所述分類損失函數(shù)值并通過梯度下降的方向傳播來對所述基于多尺度鄰域特征提取模塊的時序特征提取器、所述特征間注意力層和所述分類器進(jìn)行訓(xùn)練，其中，在所述訓(xùn)練的每次權(quán)重矩陣迭代時，對所述訓(xùn)練含氧量-ORP值時序交互特征向量進(jìn)行基于類度矩陣正則化的權(quán)重空間探索約束優(yōu)化。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其特征在于，在所述訓(xùn)練的每次權(quán)重矩陣迭代時，以如下優(yōu)化公式對所述訓(xùn)練含氧量-ORP值時序交互特征向量進(jìn)行基于類度矩陣正則化的權(quán)重空間探索約束優(yōu)化以得到優(yōu)化訓(xùn)練含氧量-ORP值時序交互特征向量；其中，所述優(yōu)化公式為：
其中，V是所述訓(xùn)練含氧量-ORP值時序交互特征向量，V′是所述優(yōu)化訓(xùn)練含氧量-ORP值時序交互特征向量，且V為列向量，V′是行向量，Mt∈RL×L為可學(xué)習(xí)的域轉(zhuǎn)移矩陣，M表示上一次迭代的權(quán)重矩陣，M′表示迭代后的權(quán)重矩陣，表示矩陣乘法，V′表示所述優(yōu)化訓(xùn)練含氧量-ORP值時序交互特征向量。
10.一種用于處理高氟高氨氮廢水的方法，其特征在于，包括：通過部署于高效生物載體反應(yīng)器的溶解氧和ORP檢測儀采集混合溶液在預(yù)定時間段內(nèi)的多個預(yù)定時間點的含氧量和ORP值；對所述多個預(yù)定時間點的含氧量和ORP值進(jìn)行時序特征交互關(guān)聯(lián)分析以得到含氧量-ORP值時序交互特征；以及基于所述含氧量-ORP值時序交互特征，確定當(dāng)前時間點的充氧風(fēng)機的功率值應(yīng)增大或減小。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，提出了本申請。本申請的實施例提供了一種用于處理高氟高氨氮廢水的裝置和方法。其可以實現(xiàn)對高氟高氨氮廢水的處理和自動調(diào)節(jié)。
根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種用于處理高氟高氨氮廢水的裝置，其包括預(yù)處理單元、氟離子去除單元、氮去除單元和后處理單元，其中，所述氮去除單元為高效生物載體反應(yīng)器，所述高效生物載體反應(yīng)器包括溶解氧和ORP檢測儀表、電動比例閥、充氧風(fēng)機、曝氣器和自動控制組件；其中，所述自動控制組件用于基于所述溶解氧和ORP檢測儀表所采集的含氧量和ORP值來控制所述充氧風(fēng)機。
根據(jù)本申請的另一個方面，提供了一種用于處理高氟高氨氮廢水的方法，其包括：
通過部署于高效生物載體反應(yīng)器的溶解氧和ORP檢測儀采集混合溶液在預(yù)定時間段內(nèi)的多個預(yù)定時間點的含氧量和ORP值；
對所述多個預(yù)定時間點的含氧量和ORP值進(jìn)行時序特征交互關(guān)聯(lián)分析以得到含氧量-ORP值時序交互特征；以及
基于所述含氧量-ORP值時序交互特征，確定當(dāng)前時間點的充氧風(fēng)機的功率值應(yīng)增大或減小。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┑挠糜谔幚砀叻甙钡獜U水的裝置和方法，該裝置包括預(yù)處理單元、氟離子去除單元、氮去除單元和后處理單元，其特征在于，所述氮去除單元為高效生物載體反應(yīng)器，所述高效生物載體反應(yīng)器包括溶解氧和ORP檢測儀表、電動比例閥、充氧風(fēng)機、曝氣器和自動控制組件；其中，所述自動控制組件用于基于所述溶解氧和ORP檢測儀表所采集的含氧量和ORP值來控制所述充氧風(fēng)機。這樣，可以實現(xiàn)對高氟高氨氮廢水的處理和自動調(diào)節(jié)。
（發(fā)明人：沈財方;鄧國敢;李惠林;安國棟;沈勘力;高勇;張會林;錢志強）
