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[发明专利]一种基于深度学习的预测活性污泥沉降性能方法-CN202210433941.9在审
发明人：王瑾丰;王晋;董德园;胡海冬;吴兵;任洪强 -专利权人：南京大学
申请日： 2022-04-24 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： G06V20/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于深度学习的预测活性污泥沉降性能方法，包括以下步骤：(1)采集若干活性污泥样本并分别获取其原始图像数据，对原始图像数据进行清洗并统一尺寸大小；(2)测定各活性污泥样本的污泥体积指数SVI；(3)基于ResNet50深度神经网络建立活性污泥沉降性能图像预测模型；(4)根据步骤(3)建立的预测模型预测目标活性污泥的沉降性能。本发明基于所采集的活性污泥图像，经过简单的数据清洗和调整图像尺寸大小，采用ResNet50深度神经网络，构建二分类模型，实现活性污泥膨胀预警。模型的输入为活性污泥图像数据，模型的输出为活性污泥是否发生膨胀。本发明提供的方法检测速度快、识别结果准确、操作简便、效率高，可广泛应用于污水厂中活性污泥沉降性能的识别。
一种基于深度学习预测活性污泥沉降性能方法

[发明专利]一种活性污泥显微图像分割模型构建方法-CN202310070342.X在审
发明人：赵立杰;张莹莹;郭仁春;黄明忠;王国刚 -专利权人：沈阳化工大学
申请日： 2023-01-18 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： G06V20/69 文献下载
摘要：本发明提供一种活性污泥显微图像分割模型构建方法，涉及一种污水处理智能检测方法，该方法采集活性污泥图像、创建活性污泥显微图像数据集、构建基于混合‑Transformer编码器和金字塔池化多层语义流对齐解码器组成的活性污泥显微图像分割模型、使用混合损失函数训练活性污泥显微图像分割模型、分割模型部署和推理。采用本发明提出的方法分割可以更精确的识别活性污泥显微图像中絮体和丝状菌的边界信息，减少由于伪影所带来的边缘轮廓模糊问题以及神经网络提取特征过程中带来的局部细节信息丢失问题，有助于精准的分割活性污泥显微图像，更有效的监控和预防活性污泥膨胀等现象，为下游应用提供更多重要的信息。
一种活性污泥显微图像分割模型构建方法

[发明专利]基于卷积神经网络的活性污泥状态在线监测方法-CN202210628913.2在审
发明人：王爱杰;赵媛;陶彧;许铁夫 -专利权人：哈尔滨工业大学（深圳）
申请日： 2022-06-06 - 公布日： 2022-09-06 - 主分类号： G06V10/764 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于卷积神经网络的活性污泥状态在线监测方法。利用实时在线显微图像捕获装置周期性获取活性污泥显微图像；以卷积神经网络为主网络搭建污泥形态健康数模型并训练，将训练完成的污泥形态健康数模型实时地对周期性输入的活性污泥显微图像中的污泥状态做出评价。本发明以活性污泥的显微图像为监测对象，建立基于卷积神经网络的污泥形态健康数模型，利用污泥形态健康数模型实施对污水处理厂生物处理系统中活性污泥的监测，不仅能够对活性污泥本身进行健康状态评价，通过对模型输出类别分级以及对模型的训练还能在一定程度上对污水处理厂的进水风险控制提供预警技术支持
基于卷积神经网络活性污泥状态在线监测方法

[发明专利]一种用于研究MBR中活性污泥物性的粘滞性模型-CN201910508384.0有效
发明人：刘雪菲;王远;大卫·韦特 -专利权人：江苏新宜中澳环境技术有限公司
申请日： 2019-06-12 - 公布日： 2021-10-26 - 主分类号： G01N11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于研究MBR中活性污泥物性的粘滞性模型，包括基于活性污泥的连续性分析和流变性分析，基于活性污泥的连续性分析由活性污泥中污泥颗粒沉降速度和活性污泥中污泥颗粒的粒子速度达到液体流速所需的滞后时间两部分组成，而基于活性污泥的流变性分析为添加铁盐絮凝剂前后对掺有活性污泥所构成的混合溶液样品的流变性分析；本发明应用气、液两相模型来代替三相模型，大大简化了计算量，有效的避免了现有技术中，多过程与繁琐计算量的情况，并将固、液两相的混合物简化为一个单一连续相，再分析出该固、液两相的混合物流变性情况，进而得出适于描述不同浓度活性污泥悬浮物流变性的粘滞性模型。
一种用于研究 mbr 活性污泥物性粘滞性模型

[发明专利]基于PCA模型的活性污泥吸附和沉降过程的仿真方法-CN200810106143.5有效
发明人：乔俊飞;李荣 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2008-05-09 - 公布日： 2008-10-22 - 主分类号： C02F3/12 文献下载
摘要：基于PCA模型的活性污泥吸附和沉降过程的仿真方法属于智能科学与环境工程学科领域。本发明涉及利用概率元胞自动机(PCA)仿真实现活性污泥系统曝气池内污泥吸附和沉降的生化反应过程。该方法立足于人工生命系统，建立了活性污泥系统中相应的PCA模型，利用概率元胞自动机规则设计了演化规则，并进行了演化实现。解决了现有的模型难以克服活性污泥系统的复杂性的问题，突破了传统的数学模型方法，直观刻画了活性污泥系统动态演化的特征。本发明主要是针对有机物的去除，对其进行分析利用，调整微生物的种类和数量可用于指导建立更精确的活性污泥吸附和沉降的模型。
基于 pca 模型活性污泥吸附沉降过程仿真方法

[发明专利]一种基于活性污泥图像的轻量化分割模型构建方法及系统-CN202210596703.X在审
发明人：赵立杰;田博仁;黄明忠;王国刚 -专利权人：沈阳化工大学
申请日： 2022-05-30 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： G06V10/26 文献下载
摘要：本发明一种基于活性污泥图像的轻量化分割模型构建方法及系统，涉及污水处理智能检测模型构建方法及系统，首先，创建活性污泥显微图像数据集；基于空洞空间卷积池化金字塔ASPP、坐标注意力机制CA和OCRNet构建用于分割活性污泥显微图像的分割模型；使用活性污泥显微图像数据集对分割模型进行训练，并采用预先构建的混合损失函数对分割模型进行参数更新；对训练好的分割模型进行压缩，得到轻量化分割模型。本发明构建的基于ASPP‑CA‑OCRNet的轻量化分割模型能够部署在计算能力有限的移动终端或边缘设备上，从而有效解决资源受限边缘设备上模型部署困难问题，同时提高了活性污泥絮体和丝状菌分割精度，从而可有效监视和预防污泥膨胀
一种基于活性污泥图像量化分割模型构建方法系统

[发明专利]一种活性污泥数学模型参数校核的方法-CN201410778098.3在审
发明人：邓仁健;任伯帜 -专利权人：湖南科技大学
申请日： 2014-12-15 - 公布日： 2015-05-13 - 主分类号： G06F17/50 文献下载
摘要：本发明公开了一种活性污泥数学模型参数校核的方法。本发明方法主要包括：(1)构建活性污泥数学模型及确定模型参数校核的基础数据；(2)筛选活性污泥数学模型需要校核的参数；(3)利用敏感性共线性指数γ_k和可识别程度ρ_k计算方法对活性污泥数学模型需要校核的参数集进行识别和排序分析；(4)采用模型出水的COD、NH₄⁺-N、TN和TP这4个指标的加权误差平方和为目标函数对参数集进行求解，得到校核后的模型参数集；(5)将校核的模型参数集带入活性污泥数学模型进行动态检验本发明方法所需工作量少、计算精度高、减少或避免参数相互影响问题，可广泛应用于各活性污泥处理工艺数学模型的参数校核。
一种活性污泥数学模型参数校核方法

[发明专利]一种活性污泥指示性微生物目标检测模型构建方法及系统-CN202210720739.4在审
发明人：赵立杰;鲁茜;黄明忠;王国刚 -专利权人：沈阳化工大学
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G06V20/69 文献下载
摘要：本发明一种活性污泥指示性微生物目标检测模型构建方法及系统，涉及污水处理检测方法及系统，本发明基于双重注意力机制CBAM、深度超参数化卷积和Res2Net‑RetinaNet构建用于检测活性污泥微生物图像的检测模型；使用活性污泥微生物图像数据集对检测模型进行训练；使用训练好的微生物检测模型对活性污泥微生物图像进行检测。采用本发明方法解决复杂活性污泥背景下小目标微生物目标自动检测问题，对于污水处理生物相监测和诊断具有重要意义。
一种活性污泥指示微生物目标检测模型构建方法系统

[发明专利]造纸废水活性污泥法处理的仿真方法-CN201010247468.2有效
发明人：沈文浩;龙周;陈小泉 -专利权人：华南理工大学
申请日： 2010-08-05 - 公布日： 2010-12-29 - 主分类号： C02F3/12 文献下载
摘要：本发明提供造纸废水活性污泥法处理的仿真方法，包括测得废水组分比例，建立造纸废水活性污泥法处理过程的数学模型；建立生物反应SIMULINK仿真模型和沉淀过程SIMULINK仿真模型；确定活性污泥法废水处理仿真模型的过程参数和入水组分划分软测量模型；最后运行生物反应SIMULINK仿真模型和沉淀过程SIMULINK仿真模型，并输出仿真模型的仿真结果。本发明能对仿真模型的过程参数进行测定和修正，也可以对入水组分进行划分，并且为造纸活性污泥法废水处理系统设计、改造和控制方案的实施提供评价体系。
造纸废水活性污泥处理仿真方法

[发明专利]一种预测活性污泥沉降性能的方法及装置-CN202310935911.2在审
发明人：王瑾丰;王晋;陈文康;任洪强 -专利权人：南京大学
申请日： 2023-07-28 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G06V20/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种预测活性污泥沉降性能的方法及装置，预测方法通过诱导原始活性污泥样本膨胀扩增原始活性污泥样本量，获取样本图像后构建膨胀类别至少为三个的图像数据库，再由图像数据库训练获得深度迁移学习模型，该模型识别图像的准确率可以达到97.7％，能够准确高效地预测活性污泥沉降性能。有效解决现有二分类预测模型识别结果不精确及模型构建时膨胀类别增多导致的数据量不均衡问题。本发明还提供一种预测活性污泥沉降性能的装置，操作方便，可实现无人值守全自动测定，工作效率高；利用该装置识别及预测污泥膨胀的方法准确率高，耗时短，本发明中的装置可以直接在污水处理厂现场搭建，能够实现活性污泥沉降性能的实时在线监测
一种预测活性污泥沉降性能方法装置

[发明专利]一种活性污泥形态学和污泥体积指数SVI软测量方法-CN202110016058.5有效
发明人：赵立杰;邹世达;黄明忠;张宇红;范文玉 -专利权人：沈阳化工大学
申请日： 2021-01-07 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G06T7/60 文献下载
摘要：一种活性污泥形态学和污泥体积指数SVI软测量方法，涉及一种污水智能检测方法，本发明方法包括活性污泥显微图像特征提取、集成特征选择、SVI软测量模型建模、SVI预报四个步骤：其中活性污泥显微图像特征提取，用于提取生化池活性污泥显微图像絮体和丝状菌形态学特征；集成特征选择，采用皮尔逊相关系数法、最大互信息系数、Lasso回归模型、平均不纯度减少法、稳定性选择方法、递归特征消除法六种特征选择方法；SVI软测量模型，采用快速随机配置神经网络FastSCN方法，构建SVI模型；SVI预报，提取和选择新样本形态学特征。本发明能够有效提取活性污泥微生物形态学特征，可靠稳定预报污泥沉降性能SVI指标，为污水处理操作和优化提供出水水质和操作参数动态变化信息。
一种活性污泥形态学污泥体积指数 svi 测量方法

[发明专利]一种污水生物处理活性污泥模型自适应参数校准方法-CN201310694701.5有效
发明人：吴军;何成达;蒋新跃;杨益军;于林堂;严刚 -专利权人：扬州大学
申请日： 2013-12-17 - 公布日： 2017-11-14 - 主分类号： G06F19/00 文献下载
摘要：本发明提供一种污水生物处理活性污泥模型自适应参数校准方法，其具体步骤如下步骤一、建立活性污泥数学模型；步骤二、数学模型参数敏感度分析；步骤三、活性污泥数学模型参数的分类，根据步骤二的分析结果，将模型参数分为非敏感模型参数和敏感模型参数；步骤四、设置不同的测量传感器组合；步骤五、活性污泥模型参数自适应校准，根据步骤四所确定的传感器组合，应用扩展卡尔曼滤波器和随机漫步理论，对敏感模型参数进行估计,可以连续校准模型参数，能够使模型预测更加精准地反映污水生物处理过程
一种污水生物处理活性污泥模型自适应参数校准方法

[发明专利]一种基于区间观测器的活性污泥处理过程的状态区间估计方法-CN202310481272.7在审
发明人：周萌;武岩;王晶;王昶;薛同来;史运涛;董哲;翟维枫 -专利权人：北方工业大学
申请日： 2023-04-28 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G16C20/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于区间观测器的活性污泥处理过程的状态区间估计方法。考虑污水处理过程中存在的大量不确定性，本发明对由曝气池和沉降池组成的活性污泥系统的状态区间估计进行研究。首先对活性污泥反应的动力学过程进行数学建模。其次，基于T‑S(Takagi‑Sugeno)模糊方法对所构建的非线性模型进行伪线性化处理，得到T‑S模糊系统，降低模型复杂性。最后，针对T‑S模糊模型设计一种区间观测器，设计该区间观测器具有干扰鲁棒性能，通过该区间观测器能够估计出活性污泥处理过程状态的上界和下界，为活性污泥处理过程的状态监测提供了一种新的思路和方法。
一种基于区间观测器活性污泥处理过程状态估计方法

[发明专利]活性污泥吸附和稳定过程模拟的退火元胞自动机方法-CN200810114675.3无效
发明人：乔俊飞;李荣;韩红桂 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2008-06-06 - 公布日： 2008-11-19 - 主分类号： C02F3/12 文献下载
摘要：活性污泥吸附和稳定过程模拟的退火元胞自动机方法属于智能科学与环境工程学科领域。本发明涉及利用退火元胞自动机规则模拟活性污泥系统曝气池内污泥吸附和稳定的生化反应过程。该方法立足于人工生命系统，建立了活性污泥系统中相应的模型，利用退火元胞自动机规则设计了演化规则，并进行了演化实现。较好地模拟了微生物吸附分解有机物的情况，并很好地模拟了活性污泥生长模式曲线的对数期、静止期和衰亡期，与理论上的活性污泥生长模式曲线基本一致，最终结果与实际的污泥浓度相差很小。对于人们进一步认识和理解污水生物处理的过程具有指导作用；对其进行分析利用，可以建立更加精确的模型。
活性污泥吸附稳定过程模拟退火自动机方法

[发明专利]一种快速测定活性污泥胞内储存物质含量的红外光谱方法-CN201110113551.5无效
发明人：盛国平;张梦霖;俞汉青 -专利权人：中国科学技术大学
申请日： 2011-05-04 - 公布日： 2012-11-07 - 主分类号： G01N21/35 文献下载
摘要：本发明公开了一种快速测定活性污泥胞内储存物质含量的红外光谱方法。该方法，包括：1)利用近红外光谱仪对活性污泥胞内储存物质进行测定，获得中红外光谱谱图；2)以蛋白质特征吸收峰为内标，对步骤1)得到的中红外光谱谱图进行归一化处理；3)利用现有技术测定步骤1)中活性污泥中胞内储存物质的含量；4)建立关于归一化处理后的中红外光谱谱图中的光谱信号与胞内储存物质含量的中红外光谱多元校正模型；5)利用近红外光谱仪对待测活性污泥进行测定，获得中红外光谱谱图，归一化后根据多元校正模型及所得谱图光谱信号，得到所述待测活性污泥胞内储存物质的含量，完成所述活性污泥胞内储存物质含量的测定。
一种快速测定活性污泥储存物质含量红外光谱方法

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