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龙图腾网获悉深圳市清泉水业股份有限公司;深圳市清泉软件有限公司申请的专利一种多介质耦合反硝化滤池的运行控制方法及系统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：CN121044714B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-09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：202511558536.X，技术领域涉及：G05B13/00；该发明授权一种多介质耦合反硝化滤池的运行控制方法及系统是由伍波;赖正泉;叶昌明;彭金城;黄宏伟;潘廷波;毛艺源;尹林;邹祝琪设计研发完成，并于2025-10-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多介质耦合反硝化滤池的运行控制方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种多介质耦合反硝化滤池的运行控制方法及系统，具体涉及水处理技术领域，包括以下步骤：监测滤料层压差、粒径与流速变化，计算扰动临界值以判断稳定状态；在非稳定状态下动态设定反冲洗压力变化速率与持续时间，降低扰动强度；布设微压传感器实时检测压力变化，识别气穴高风险区域并提前调整进出水流速变化频率与方向；在流速调整过程中联动控制碳源投加速率与溶解氧水平，维持反硝化生物膜稳定；本发明通过实时监测滤料扰动状态、动态调控反冲洗参数及提前干预气穴上浮路径，有效保障滤层结构稳定性，防止介质迁移与污染回吸，维持反硝化生物膜活性，提升滤池脱氮效率与运行可靠性，实现高负荷条件下的长期稳定运行。

本发明授权一种多介质耦合反硝化滤池的运行控制方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种多介质反硝化滤池的运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 通过监测多种滤料层的压差变化、粒径分布和流速变化，计算滤层结构扰动的临界值，用于判断滤料层是否处于稳定状态； 根据滤层结构扰动的临界值，动态设定反冲洗过程中的压力变化速率和持续时间，降低滤料层在冲洗过程中的扰动强度，防止颗粒迁移和分层失衡； 在滤池不同深度布设微压传感器，实时检测滤池底部的压力变化，识别潜在形成气穴的区域和时段，并基于气穴形成趋势，提前调整进出水流速的变化频率和方向，阻断气穴携带污染物上浮的路径，防止污染物逆向进入上层滤料层； 在进出水流速调整过程中，同时控制碳源投加速率和溶解氧水平，维持上层反硝化生物膜的稳定性，保障微生物自我修复； 计算滤层结构扰动的临界值包括以下步骤： 采集不同高度滤料层的实时压差信号、单位时间内粒径变化幅度以及流速变化曲线，将压差变化速率、粒径漂移速率和流速波动强度三类原始数据同步归一化，形成滤层扰动特征矩阵； 基于滤层扰动特征矩阵，建立滤层扰动能量转移函数，滤层扰动能量转移函数以滤层单位体积的流体动能变化率为自变量，以滤料颗粒受到的惯性力变化与压差势能变化之和作为因变量，通过求解三类参数在时间维度上的加权积分得到扰动功率密度，定义该扰动功率密度为扰动强度因子； 利用滤池历史运行数据或实验标定数据对扰动强度因子进行统计分布拟合，根据滤料分层稳定性在不同工况下的崩塌起点选取置信区间，将该置信区间上限设定为滤层结构扰动的临界值； 判断滤料层是否处于稳定状态指的是： 设定扰动状态判断规则，当扰动强度因子处于临界值上下10%区间的缓冲带范围内且连续保持一预设时间周期，判断滤料层处于临界稳定状态；当扰动强度因子低于该缓冲带范围并稳定运行时，判断滤料层处于完全稳定状态；当扰动强度因子超过临界值时，立即判定滤料层处于非稳定状态； 在滤料层被判定为处于非稳定状态时，动态设定反冲洗过程中的压力变化速率和持续时间，具体包括以下步骤： 计算扰动强度因子相对于滤层结构扰动临界值的超限偏差，并据此将扰动等级划分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级，其中超限偏差小于10%为Ⅰ级，10%至30%为Ⅱ级，大于30%为Ⅲ级； 根据扰动等级对反冲洗参数进行动态调整：当为Ⅰ级扰动时，将反冲洗压力变化速率在预设基准值P0的基础上提升10%，持续时间保持基准值T0不变；当为Ⅱ级扰动时，保持压力变化速率与P0一致，同时将持续时间在T0基础上增加15%；当为Ⅲ级扰动时，将压力变化速率在P0基础上降低20%，持续时间在T0基础上增加30%，并限制最大反冲洗压力不得超过滤池额定承压值的85%； 将动态调整后的参数写入当前控制周期内的反冲洗指令集，并结合扰动等级变化趋势进行自适应更新； 识别潜在形成气穴的区域和时段包括以下步骤： 在滤池纵向不同深度均匀布设多个微压传感器，形成压强采集网络，采集各传感点在单位时间内的瞬时压强值，并计算每两个相邻深度点之间的压强梯度变化速率； 基于压强梯度变化速率构建时间序列模型，识别在短时间内出现连续压强下降趋势的路径，若梯度下降速率超过设定下降阈值且持续时间超过n秒，则将该路径判定为气穴形成的高风险通道，同时记录对应深度位置与时间段； 将所识别的高风险通道与当前滤池运行工况参数进行匹配分析，验证是否存在高扰动区或流速回流现象，并剔除误判区域，判定得出真实高扰动通道； 基于气穴形成趋势，提前调整进出水流速的变化频率和方向指的是： 提取真实高扰动通道的空间位置和形成时间段，将其与对应时段内的进水流速曲线和出水流速曲线进行拟合比对，获取该拟合路径中实际流速方向矢量与理想垂直向下方向之间的偏差角度，若偏差角度小于30°，则判定该拟合路径存在上浮风险通道； 根据判定结果，将进水流速变化频率从原控制周期提升50%，并将调节幅度限定为±10%，同时将出水流速在气穴形成高风险区段内保持恒定； 若拟合路径同时满足上浮偏差角小于15°且连续存在超过5分钟，则执行水力方向干预操作，在保持总通量不变的前提下，降低进水口瞬时流速并提高滤池底部回流速率，使局部水流方向从垂直向上转为横向或向下方向，主动切断气穴上浮路径； 在进出水流速调整的过程中，采用基于卷积神经网络的控制方法对碳源投加速率和溶解氧水平进行动态调节，包括以下步骤： 使用基于历史运行数据训练完成的卷积神经网络模型，训练数据包括扰动路径对应区域的剪切应力变化率、瞬时流速梯度、压差时序序列、氧浓度波动曲线及碳源投加记录，模型通过监督学习方式在多轮离线训练中达到预设精度水平； 将当前周期内的剪切应力变化率、压差变化序列、流速变化趋势、氧浓度实时值与碳源投加速率作为输入数据，构建二维时间序列张量并输入至训练完成的卷积神经网络模型，由该模型输出下一周期碳源投加速率与溶解氧设定值，作为下一周期反硝化区域的生物膜保护参数。

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