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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学(深圳)(哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院)申请的专利一种基于环境先验知识的污水处理曝气智能控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118724304B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410723595.7，技术领域涉及：C02F7/00；该发明授权一种基于环境先验知识的污水处理曝气智能控制方法是由王鸿程;王煜琪;罗晓芹;宋云鹏;吕家强;王文哲;王爱杰设计研发完成，并于2024-06-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于环境先验知识的污水处理曝气智能控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种基于环境先验知识的污水处理曝气智能控制方法。根据进水监测，过程监测以及出水监测过程中的水质指标获取水质指标监测数据集，根据污水处理设备进行设备数据采集获取设备工况监测数据集；将水质指标监测数据集和设备工况监测数据集融合，根据环境先验知识拓展成带有环境先验知识的融合数据集；将带有环境先验知识的融合数据集输入可调参数的长短期记忆神经网络机器学习模型中，根据可调参数自适应长短期记忆神经网络模型，输出鼓风机曝气提供的氧气量，从而对曝气处理过程进行控制。本发明方法实现对污水处理曝气工艺的智能化控制，降低能耗并提高曝气供氧量的合理性，对污水达标排放起到积极作用。

本发明授权一种基于环境先验知识的污水处理曝气智能控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于环境先验知识的污水处理曝气智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤： S100、根据进水监测，过程监测以及出水监测过程中的水质指标获取水质指标监测数据集； 所述的S100中，包括以下步骤： SA100、根据数据采集装置对经由进水采样管采集的水样进行水质监测，获取进水监测数据集； SB100、根据数据采集装置对经由生化过程段采样管采集的水样进行水质监测，获取生化过程监测数据集； SC100、根据数据采集装置对经由出水采样管采集的水样进行水质监测，获取历史出水监测数据集； 所述的SA100-SC100中，进水监测数据和生化过程监测数据的采样时间都为当前时刻t,历史出水监测数据的采样时间为历史的上一时刻t-1；数据采集装置包括有多种，每种数据采集装置包括至少有两个水质监测仪，用平均值来避免偶然误差；对数据集中的数据进行预处理、缺失值填充以及异常值删除； S200、根据污水处理设备进行设备数据采集获取设备工况监测数据集； 设备工况监测数据集包括数字控制监测数据集和实时控制监测数据集；设备工况监测数据集中数据类型包括有污水厌氧水力停留时间数据、缺氧水力停留时间数据、好氧水力停留时间数据、污泥外运时间以及深度处理药剂添加时间； S300、将水质指标监测数据集和设备工况监测数据集融合，根据环境先验知识拓展成带有环境先验知识的融合数据集； S310、将S100中水质指标监测数据集和S200中设备工况监测数据集进行数据行和数据列对齐，数据间隔设置为最小采样时间； S320、根据去除率和去除百分比的环境先验知识，构造进水水质和生化过程段水质、进水水质和历史出水水质、生化过程段水质和历史出水水质之间的差值和百分比差； S330、根据平均值的环境先验知识，构造进水水质，生化过程段水质和历史出水水质的多日平均值； S340、根据对比值的环境先验知识，构造进水水质、生化过程段水质和历史出水水质的多个变量对比值； S350、根据差值，差值百分比，平均值和对比值的环境先验知识，把构造特征进行数据融合，获得可用于模型搭建的污水处理厂融合数据； S400、搭建可调参数长短期记忆神经网络自适应模型，其中，可调参数自适应模型嵌于污水处理鼓风机设备的控制系统终端； 所述的S400中，可调参数长短期记忆神经网络通过遗忘门、输入门和输出门控制信息流动；遗忘门决定丢弃多少前一时刻的记忆，输入门决定当前输入的信息存储，输出门决定当前时刻的输出状态；每个门都有对应的权重矩阵和偏置参数； 可调参数长短期记忆神经网络的构建方法是：通过计算时间步长上的误差并反向传播，以调整网络的权重和偏置；训练过程中，输入序列数据通过前向传播计算输出，计算损失函数，然后通过反向传播算法逐步计算各个时间步的梯度，不断更新长短期记忆神经网络的参数，直到模型百分比误差小于5%，同时输出临时的可调参数； 可调参数自适应模型包括记忆细胞数目，神经网络隐藏层数量，神经网络输入数据维度； 所述的可调参数长短期记忆神经网络数学模型如下： 其中： 是激活函数； 是输入值，包括进水水质监测数据集自变量、生化过程段水质监测数据集自变量、历史出水水质监测数据集自变量、设备工况监测数据集自变量和环境先验构造的水质特征自变量； 是遗忘门； 是遗忘门的权重矩阵，应用于当前输入； 是遗忘门的权重矩阵，应用于前一时刻的隐状态； 是遗忘门的偏置项； 是输入门； 是输入门的权重矩阵，应用于当前输入； 是输入门的权重矩阵，应用于前一时刻的隐状态； 是输入门的偏置项； 是双曲正切激活函数； 是记忆单元状态更新； 是记忆单元状态的权重矩阵，应用于当前输入和前一时刻的隐状态； 是记忆单元状态的偏置项； 是输出门，为鼓风机曝气量； 是输出门的权重矩阵，应用于当前输入； 是输出门的权重矩阵，应用于前一时刻的隐状态； 是输出门的偏置项； 是隐藏状态； S500、将融合数据输入可调参数长短期记忆神经网络自适应模型中，根据长短期记忆神经网络，按照自适应参数对污水处理鼓风机设备进行控制。

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