一种微生物修复系统活性评价的方法
专利汇可以提供一种微生物修复系统活性评价的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种微 生物 修复 系统活性评价的方法，属于资源与环境技术领域。本 发明 利用 正交 设计方法确立影响因子和 微生物 修复 系统活性状态指标的影响权重，利用Elman神经网络方法，建立微生物修复系统活性评价体系，即微生物修复系统活性状态指标与 水 质污染指标之间的复杂关系的量化。本发明建立与评价水质污染指标、微生物修复系统活性状态指标、重要影响因子三者之间的耦合关系，大大减少了试验工作量；Elman神经网络方法在微生物修复系统活性评价体系的建立方法中的引入，解决微生物修复系统非线性复杂问题，为实现其程序化提供技术 支撑 。，下面是一种微生物修复系统活性评价的方法专利的具体信息内容。
1.一种微生物修复系统活性评价的方法，其特征在于：利用正交设计方法和Elman神经网络方法，定量揭示活性评价（状态）测量指标与污染指标之间的耦合关系；具体步骤如下：
第一步 利用正交设计方法确立影响因子：碳氮比、温度、pH、溶解氧（DO）对微生物修复系统活性状态指标氧化还原电位（ORP）、三磷酸腺苷（ATP）、过氧化氢酶（CAT）、脱氢酶（DHA）、耗氧速率（OUR）的影响权重，统计结果显示对于氧化还原电位（ORP）而言，溶解氧（DO）影响最大；对于三磷酸腺苷（ATP）而言，碳氮比影响最大；对于过氧化氢酶（CAT）而言，温度影响最大；对于脱氢酶（DHA）而言，pH影响较大；对于耗氧速率（OUR）而言，pH影响较大；
第二步 利用正交设计方法确立微生物修复系统活性状态指标：氧化还原电位（ORP）、三磷酸腺苷（ATP）、过氧化氢酶（CAT）、脱氢酶（DHA）、耗氧速率（OUR）对污染水质指标污染指标化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH4+）的影响权重；氧化还原电位通过溶解氧（曝气的形式）及调节pH进行控制，三磷酸腺苷（ATP）、过氧化氢酶（CAT）、脱氢酶（DHA）来自于市售，耗氧速率通过调节微生物量进行控制；结果显示，对于污染水质指标化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH4+）的影响较大的活性状态指标为氧化还原电位（ORP）、耗氧速率（OUR）；出水水质能稳定达到Ⅲ级别及其以上的活性状态指标分别为氧化还原电位（ORP）（100-250 mV）、三磷酸腺苷（ATP）（1.00-3.00 mg/g MLSS）、过氧化氢酶（CAT）（60-120 H2O2 mg/g▪h）、脱氢酶（DHA）（30-50 mg TF/g TSS▪h）、耗氧速率（OUR）（30-50 mg O2/g MLSS▪h）；
第三步 利用Elman神经网络方法建立微生物修复系统活性评价体系，即微生物修复系统活性状态指标与水质污染指标之间的复杂关系的量化；直接测量微生物修复系统活性状态指标，确定微生物修复系统的活性状态等级； Elman神经网络隐层为7层，程序编写平台为MATLAB2010a。
一种微生物修复系统活性评价的方法
技术领域
背景技术
发明内容
第二步 利用正交设计方法确立微生物修复系统活性状态指标：氧化还原电位（ORP）、三磷酸腺苷（ATP）、过氧化氢酶（CAT）、脱氢酶（DHA）、耗氧速率（OUR）对污染水质指标污染指+
标化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH4）的影响权重；氧化还原电位通过溶解氧（曝气的形式）及调节pH进行控制，三磷酸腺苷（ATP）、过氧化氢酶（CAT）、脱氢酶（DHA）来自于市售，耗氧速率通过调节微生物量进行控制；结果显示，对于污染水质指标污染指标化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH4+）的影响较大的活性状态指标为氧化还原电位（ORP）、耗氧速率（OUR）；
出水水质能稳定达到Ⅲ级别及其以上的活性状态指标分别为氧化还原电位（ORP）（100-250 mV）；三磷酸腺苷（ATP）（1.00-3.00 mg/g MLSS）；过氧化氢酶（CAT）（60-120 H2O2 mg/g▪h）；脱氢酶（DHA）（30-50 mg TF/g TSS▪h）；耗氧速率（OUR）（30-50 mg O2/g MLSS▪h）；
第三步 利用Elman神经网络方法建立微生物修复系统活性评价体系，即微生物修复系统活性状态指标与水质污染指标之间的复杂关系的量化。通过此方法，直接测量微生物修复系统活性状态指标即可了解微生物修复系统的活性状态等级。Elman神经网络隐层为7层，程序编写平台为MATLAB2010a，通过测试，预测微生物修复系统的活性状态等级性能较好。
具体实施方式
重要影响因子的正交设计方法如下：
系列 碳氮比 温度 pH 溶解氧（mg/L）
1 20：1 10 6 1
2 10：1 30 6 3
3 5：1 40 6 4
4 15：1 20 6 2
5 15：1 40 8 1
6 5：1 30 7 1
7 10：1 20 9 1
8 20：1 40 9 3
9 5：1 10 9 2
10 20：1 30 8 2
11 15：1 30 9 4
12 15：1 10 7 3
13 10：1 10 8 4
14 10：1 40 7 2
15 5：1 20 8 3
16 20：1 20 7 4
第二步 利用正交设计方法确立微生物修复系统活性状态指标：氧化还原电位（ORP）、三磷酸腺苷（ATP）、过氧化氢酶（CAT）、脱氢酶（DHA）、耗氧速率（OUR）对污染水质指标污染指标化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH4+）的影响权重；氧化还原电位通过溶解氧（曝气的形式）及调节pH进行控制，三磷酸腺苷（ATP）、过氧化氢酶（CAT）、脱氢酶（DHA）来自于市售，耗氧速率通过调节微生物量进行控制；结果显示，对于污染水质指标污染指标化学需氧量（CODCr）、总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH4+）的影响较大的活性状态指标为氧化还原电位（ORP）、耗氧速率（OUR）；
微生物修复系统活性评价指标的正交设计方法如下：
设定氧化还原电位（ORP）五个水平-150，-100，0，100，250；三磷酸腺苷（ATP）五个水平
0.5，1，1.5，2，3 mg/g MLSS；过氧化氢酶（CAT）五个水平20，40，60，90，120 H2O2 mg/g▪h；脱氢酶（DHA）五个水平10，20，30，40，50 mg TF/g TSS▪h；耗氧速率（OUR）五个水平10，20，30，
40，50 mg O2/g MLSS▪h，正交设计如下：
系列 ORP ATP CAT DHA OUR
1 -100 1 120 10 20
2 250 3 40 10 50
3 0 2 120 20 10
4 250 1 90 30 10
5 -150 3 120 50 30
6 250 1.5 120 40 40
7 -100 0.5 90 50 40
8 0 1 60 50 50
9 0 0.5 40 40 20
10 -150 0.5 20 10 10
11 100 0.5 120 30 50
12 100 1 20 40 30
13 -100 3 60 40 10
14 -150 2 90 40 50
15 250 0.5 60 20 30
16 0 1.5 90 10 30
17 100 2 60 10 40
18 -150 1.5 60 30 20
19 0 3 20 30 40
20 -150 1 40 20 40
21 -100 2 40 30 30
22 100 1.5 40 50 10
23 -100 1.5 20 20 50
24 250 2 20 50 20
25 100 3 90 20 20
出水水质能稳定达到Ⅲ级别及其以上的活性状态指标分别为氧化还原电位（ORP）（100-250 mV）；三磷酸腺苷（ATP）（1.00-3.00 mg/g MLSS）；过氧化氢酶（CAT）（60-120 H2O2 mg/g▪h）；脱氢酶（DHA）（30-50 mg TF/g TSS▪h）；耗氧速率（OUR）（30-50 mg O2/g MLSS▪h）；
依据水质污染指标去除效果，微生物修复系统活性状态分为5个等级，等级划分如下：:
微生物修复系统活性状态分级基准：
级别 CODCr去除率 总氮去除率 氨氮去除率 总磷去除率 级别范围值（Elman输出值）Ⅰ ≥80 ≥70 ≥80 ≥90 (0, 1]
Ⅱ ≥70 ≥60 ≥70 ≥80 (1, 2]
Ⅲ ≥60 ≥50 ≥60 ≥70 (2, 3]
Ⅳ ≥50 ≥40 ≥50 ≥60 (3, 4]
Ⅴ ＜50 ＜40 ＜50 ＜60 (4, 5]
第三步 利用Elman神经网络方法，通过微生物修复系统污染指标CODCr、TN、TP、NH4+的去除率的大小，把微生物修复系统活性状态分为五个等级，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等级，利用正交试验数据作为Elman神经网络的训练样本，建立微生物修复系统活性指标输入与活性状态等级输出的对应关系，Elman神经网络隐层为7层，程序编写平台为MATLAB2010a。
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