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龙图腾网获悉华北电力大学申请的专利捕食强化梯级固定生物膜污水处理工艺双环境-三组分耦合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：CN120449457B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-07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：202510532622.7，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权捕食强化梯级固定生物膜污水处理工艺双环境-三组分耦合方法是由牛军峰;刘雨欣;田永兰;黄头生设计研发完成，并于2025-04-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本捕食强化梯级固定生物膜污水处理工艺双环境-三组分耦合方法在说明书摘要公布了：本发明属于环境工程技术领域，公开一种捕食强化梯级固定生物膜污水处理工艺双环境‑三组分耦合方法。综合考虑活性污泥和生物膜中自养微生物和异养微生物代谢，以及原、后生动物捕食效应，基于质量平衡原理，分析生物捕食强化污水处理反应器内的物质转化途径，将细菌与污染物的动态变化拆解为扩散、代谢、捕食过程，建立物质流动模型框架，在ASM1活性污泥模型和生物膜模型的基础上，耦合原、后生动物捕食模型，重新创建双环境‑三组分耦合模型。本发明方法通过多模型耦合，动态模拟污染物去除过程与微生物群落动态变化，适用于优化污水处理反应器的设计与运行参数，尤其在梯级固定式生物膜反应器的调控中具有显著应用价值。

本发明授权捕食强化梯级固定生物膜污水处理工艺双环境-三组分耦合方法在权利要求书中公布了：1.一种捕食强化梯级固定生物膜污水处理工艺双环境-三组分耦合方法，其特征在于，步骤如下： 步骤一：建立模型框架 1双环境划分； 活性污泥环境：异养微生物Xbh与自养微生物Xba以悬浮态与溶解态污染物进行代谢反应，并通过扩散作用与生物膜交换物质；原生动物和后生动物通过捕食悬浮菌群调节微生物种群密度，捕食速率遵循Lotka-Volterra动力学方程； 生物膜环境：微生物附着于填料表面形成分层结构，异养微生物Xbh,bf与自养微生物Xba,bf的代谢受局部传质限制，污染物通过扩散梯度进入生物膜内部；原生动物和后生动物捕食悬浮菌群，其捕食机制与活性污泥环境一致，捕食效率参采用全局统一值； 双环境间的物质交换通过扩散项实现，动态平衡捕食行为对微生物群落的调控作用； 2三组分定义； 2.1细菌：包括活性污泥环境中的异养微生物Xbh和自养微生物Xba，以及生物膜环境中的异养微生物Xbh,bf和自养微生物Xba,bf； 2.2捕食者：包括原生动物和后生动物； 2.3污染物：分为溶解态和颗粒态，其中，溶解态包括溶解态快速可生物降解有机物Ss、氨氮SNH、硝态氮SNO、溶解氧SO、溶解态可生物降解有机氮SND；颗粒态包括慢速可降解有机物Xs、微生物衰减产生的颗粒态产物XP、颗粒态可生物降解有机氮XND； 3多级串联结构； 反应器由多个串联的缺氧池和好氧池构成，即前一级的出水作为后一级的进水，形成“缺氧池→好氧池”的级联模式；其中，缺氧池与好氧池的串联顺序固定，且无交替结构； 4质量守恒框架方程； 耦合模型基于以下三个全局质量守恒方程构建，分别为活性污泥环境质量守恒方程，生物膜环境质量守恒方程，原生动物、后生动物的种群动态； 步骤二：Qexchange、Dexchange动力学过程细化； 6； 7； 其中，t是水力停留时间，d；Si,in是前一级反应池的出水浓度，通过级联传递实现多级间的物质流动，gCODm；S是活性污泥中不同物质的浓度，gCODm；D是i物质的扩散系数，md；A为生物膜表面积，m；Si,bf是生物膜上物质浓度，gCODm；捕食者对活性污泥和生物膜中细菌的捕食效率相同； 步骤三：确定微生物代谢导致的多项污染物变化速率； 步骤四：根据物质数量模型的建模原则，结合活性污泥模型、生物膜模型和原、后生动物捕食模型，建立耦合模型： 步骤五：进一步确定微生物代谢速率； 步骤六：温度半饱和常数修正； 步骤七：参数标定与实验验证。

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