(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111286551.5 (22)申请日 2021.11.02 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114031147 A (43)申请公布日 2022.02.11 (73)专利权人 航天环保 （北京） 有限公司 地址 100144 北京市石景山区八大处路49 号点石商国公园1号楼12层 (72)发明人 孙明慧　赵迪欧　尹君　荚长军　 (74)专利代理 机构 北京春江专利商标代理事务 所(普通合伙) 11835 专利代理师 向志杰 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01) C02F 1/28(2006.01)C02F 1/58(2006.01) C02F 7/00(2006.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G01N 33/18(2006.01) G06F 113/08(2020.01) C02F 101/16(2006.01) (56)对比文件 CN 110659898 A,2020.01.07 CN 111487916 A,2020.08.04 CN 112110617 A,2020.12.2 2 US 20193 32949 A1,2019.10.31 WO 9511437 A1,19 95.04.27 CN 106909700 A,2017.0 6.30 审查员 何韦苇 (54)发明名称 利用波裂解纳米材料提升水质的方法及系 统 (57)摘要 本发明公开了利用波裂解纳米材料提升水 质的方法及系统， 涉及环保技术领域。 本发明之 方法包括河道上设置截流墙， 距截流墙上流河段 一段距离处获取水质参数数据， 所述水质参数数 据包括氨氮含量以及悬浮物含量， 传输至中央处 理器根据 河道水流速度， 对每一相同时段的两组 水质参数数据进行分析， 预测水体扩散至截流墙 时的水质参数数据， 将每一时间单位的预测水质 参数数据按照时间顺序分别建立氨氮含量 以及 悬浮物含量的直方图； 本发明之系统包括水质探 测单元， 以及与水质探测单元通信连接的中央处 理器， 所述中央处理器控制连接有截流单元以及 投放单元。 本发 明通过中央处理器对多时段的水 质参数进行分析预测， 从而对水质进行大概方向 的预测。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114031147 B 2022.06.14 CN 114031147 B 1.利用波裂解纳米材 料提升水质的方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 河道上设置截流墙， 在距截流墙上流河段一端距离处， 设置水质探测器， 通过所述 水质探测器获取水质参数数据， 所述水质参数数据包括氨氮含量以及悬浮物含量， 并将所 述水质参数数据传输至中央处理器， 再根据河道水流速度， 对每一相同时段 的两组水质参 数数据进行分析， 预测水体扩散至截流墙时的水质参数数据， 将每一时间单位的预测水质 参数数据按照时间顺序分别建立氨 氮含量以及悬浮物含量的直方图； S2： 中央处理器预设定水质恶化临界阈值， 所述临界阈值包括氨氮含量阈值以及悬浮 物含量阈值， 根据上流水质所预测的水质变化改变截流墙对水流的拦截量， 水质参数任意 一愈接近阈值则截流量越大， 水质参数超过阈值则完全升起截流墙， 在河道一侧临近截流 墙位置开槽 建设与河道 等宽的处理池， 处理池长度不超过15 m， 处理池的底部两侧通过混凝 土砌筑宽0.5 m、 高1m的平 面， 并将曝气设备平铺设置在平 面上， 将河水引流至河道 一侧设置 的处理池内部； S3： 中央处理器控制滤料喷嘴向处理池内部投放波裂解纳米滤料， 吸附水中悬浮物， 同 时启动池底曝气设备进行 曝气处理， 并根据水质参数自动投放相应比例的氨氮去除剂， 降 低水中的氨 氮含量； S4： 处理完成的水排放至河道下游， 获取下流河道水质参数， 检测水质参数中氨氮含量 以及悬浮物含量是否都低于临界值一部分， 若低于临界值则保持原有的投放量， 直至水质 完全达到阈值标准。 2.根据权利要求1所述的利用波裂解纳米材料提升水质的方法， 其特征在于， 所述S1中 建立基于LSTM神经网络模型用于预测水体流至截流墙时的水质变化。 3.根据权利要求2所述的利用波裂解纳米材料提升水质的方法， 其特征在于， 所述S1中 水质预测具体包括以下步骤： S1.1： 每隔十五分钟上流河道的水质探测器在线探测河道水质情况， 分别得到悬浮物 含量参数以及氨 氮含量参数； S1.2： 将S1.1中的两组数据分别通过LSTM神经网络模型预测得出距上流水质探测器 50m后的水质参数 数据， 导入水质预测直方图中， 得到 两组每隔一段时间的水质参数； S1.3： 中央处 理器分别提取同一时间端的两组水质参数 数据， 导入水质预测直方图中； 其中直方图的X轴以时间为单位， Y轴分别以悬浮物含量以及氨 氮含量为单位。 4.根据权利要求1所述的利用波裂解纳米材料提升水质的方法， 其特征在于， 所述S2中 预设的氨 氮含量临界阈值 为8mg/L， 悬浮物含量临界阈值 为1700mg/L。 5.根据权利要求1所述的利用波裂解纳米材料提升水质的方法， 其特征在于， 所述S3 中 还包括以下具体步骤， 建立不同水质参数下的氨氮去除剂投放量以及滤料投放量对应关系 表， 中央处 理器根据对应关系表投放相应比例波裂解纳米滤 料和氨氮去除剂。 6.根据权利要求5所述的利用波裂解纳米材料提升水质的方法， 其特征在于， 所述截流 墙的截流量根据水质参数数据分为三档， 所述水体内悬浮物含量参数和氨氮含量参数均低 于各临界阈值的50％时， 截流墙完全放下， 水体内悬浮物含量参数和氨氮含量参数任意一 超过各临界阈值的50％时， 截流墙的截流量为33％， 所述水体内悬浮物含量参数和氨氮含 量参数任意一超过各临界阈值的75％时， 截流墙的截流量为66％， 所述水质含量水体内悬 浮物含量 参数和氨 氮含量参数任意 一超过各临界阈值10 0％时， 截流墙的截流 量为100％。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114031147 B 27.根据权利要求6所述的利用波裂解纳米材料提升水质的方法， 其特征在于， 所述下流 河道的水质探测 器距处理池排放口50m位置， 主要对处理过后的水体进行水质监测， 每12h 对水质监测一次， 监测数据反馈至中央处理器， 由中央处理器调整波裂解纳米滤料和氨氮 去除剂的投放 量。 8.利用波裂解纳米材料提升水质的系统， 其特征在于， 包括水质探测单元， 以及与 水质 探测单元通信连接的中央处 理器， 所述中央处 理器控制连接有截流单 元以及投放单 元； 水质探测单元： 包括上流水质探测器以及下流水质探测器， 所述上流水质探测器对上 流未处理的水体进行悬浮物含量以及氨氮含量的检测， 并将 每一时段的检测结果传输至中 央处理器， 下流水质 探测器对下流河道已处理的水体进行悬浮物含量以及氨氮含量的检 测， 并上传至中央处 理器， 中央处 理器根据水质参数调整投放单 元的投放比例； 中央处理器： 通过接收水质探测单元传输的上下流水质参数信息， 预测一段距离后的 河道水质扩散参数数据， 按时间顺序生成上流水体预测水质参数 的直方图， 根据直方图所 预测的水质参数， 从而对 截流单元以及投放单 元下达控制命令； 截流单元： 分为三档程度控制截流墙对河道水体的截流量， 并将截流的水体引导至处 理池内部； 投放单元： 包括滤料喷嘴以及氨氮去 除剂喷嘴， 滤料喷嘴以及氨氮去 除剂喷嘴根据中 央处理器得到的水体悬浮物含量和氨氮含量， 按比例分别投档波裂解纳米滤料以及氨氮去 除剂。 9.根据权利要求8所述的利用波裂解纳米材料提升水质的系统， 其特征在于， 所述系统 还包括曝气单 元， 所述中央处 理器与曝气单 元控制连接； 曝气单元： 河道水源引进处理池后， 中央处理器下达曝气命令， 对处理池内部水体进行 曝气， 用于增强水体的氧含量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114031147 B 3