【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废水处理，尤其涉及一种抗生素废水降解并资源化的方法。
技术介绍
1、在当前全球化和城市化的大背景下，随着全球医疗和养殖行业的快速发展，抗生素的广泛使用导致抗生素废水的排放不断增加。抗生素废水中包含复杂的有机物和药物残留，这些物质不仅对水体生态系统构成潜在威胁，而且可能导致抗生素耐药性的进一步传播。抗生素废水不仅含有复杂的有机物和高浓度的抗生素残留，而且这些物质在环境中的存在可能引发生态系统崩溃、水源污染，以及对人类健康构成的潜在威胁。面对这一问题，传统的废水处理方法显得力不从心，迫切需要一种创新性的、可持续的废水管理方法；因此，专利技术出一种抗生素废水降解并资源化的方法变得尤为重要。
2、经检索，中国专利号cn113336308a公开了一种抗生素废水降解并资源化的方法，该专利技术虽然能够高效去除废水中含有的高浓度抗生素，并且资源化产甲酸，实现了污染物资源化，变废为宝，但是实际试验的成本较高，研发效率低下；此外，现有的抗生素废水降解并资源化的方法无法有效地利用资源，因设备处于闲置状态而导致的资源浪费较高，增加运行成本；为此，我们提出一种抗生素废水降解并资源化的方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种抗生素废水降解并资源化的方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种抗生素废水降解并资源化的方法，该降解并资源化方法具体步骤如下：
4、(1)通过传感器实时
5、(2)将采样与监测得到的废水数据以区块链形式存储；
6、(3)模拟多组反应路径对废水降解过程中的反应路径进行优化；
7、(4)根据实时数据动态调整反应设备的运行顺序；
8、(5)依据反应设备的实时监测数据调整废水降解反应条件；
9、(6)分析废水降解的中间产物并将可再利用的物质进行回收；
10、(7)工作人员通过区块链对降解数据进行溯源和存储。
11、作为本专利技术的进一步方案，步骤(1)中所述传感器具体包括光谱传感器、电化学传感器、生物传感器、纳米传感器、气体传感器、温度传感器以及ph传感器；
12、作为本专利技术的进一步方案，废水中的抗生素的种类主要有青霉素类、大环内酯类、四环素类、氨基糖苷类、磺胺类、喹诺酮类、β-内酰胺类以及其他抗生素。
13、作为本专利技术的进一步方案，步骤(2)中所述废水数据区块链存储具体步骤如下：
14、步骤一：安装传感器以构建传感器网络，之后传感器网络通过无线或有线方式将采集到的数据传输至数据采集中心，数据采集中心对各组数据进行预处理后进行加密；
15、步骤二：部署并启动区块链网络，建立初始区块，并分配初始的节点权益，将加密后的数据形成交易，并将交易信息写入区块链的新区块中，区块链网络的所有节点对该交易信息进行验证并记录该交易；
16、步骤三：区块链中的智能合约中的代码根据设定的规则对数据进行进一步的筛选、计算或转换，并将处理后的数据存储在区块链中，之后定期对区块链进行备份以及维护。
17、作为本专利技术的进一步方案，步骤(3)中所述废水降解反应路径优化具体步骤如下：
18、步骤1：确定废水降解的反应过程，并将反应过程建模成图或树的形式，并将不同的反应步骤以图或树结构中的节点表示，反应之间的转化关系以图或树结构中的边表示；
19、步骤2：根据传感器采集的废水中抗生素的初始组成和浓度确定废水降解的初始状态，根据废水降解要求设定降解过程的目标状态，创建一组空的蒙特卡洛树，并将初始状态作为树的根节点，将状态信息加入每组节点；
20、步骤3：从根节点开始，利用ucb算法选择一个节点进行扩展，生成可能的反应路径，并将这些路径添加到树上，针对扩展的节点模拟执行对应的反应路径，同时通过随机模拟实际废水降解过程中的不确定性；
21、步骤4：以废水中抗生素浓度的降低速率或达到目标状态的时间等指标为评价标准，根据模拟得到的反应路径评估每条路径的性能，将模拟结果的评估信息更新到对应的节点，重复进行选择、扩展和模拟的过程，直到满足工作人员预设条件后停止，根据节点的评估信息选择具有最优性能的反应路径作为最终的优化结果。
22、作为本专利技术的进一步方案，步骤3中所述ucb算法具体计算公式如下：
23、
24、式中，ucb(i)代表节点i的ucb值；代表代表节点i的平均评估值；np代表父节点i的总模拟次数；ni代表节点i的模拟次数；c代表控制探索与利用的参数。
25、作为本专利技术的进一步方案，步骤(5)中所述反应设备运行顺序动态调整具体步骤如下：
26、步骤ⅰ：依据降解系统存储的设备数量上限确定lur链表的最大容量，创建一组空的lur链表，监测实时数据中每组设备的使用情况，并依据各组实时数据记录设备的使用历史；
27、步骤ⅱ：当有新的任务或请求到达时，首先检查lur链表中是否包含该设备，若该设备已存在于链表中，将其移动到链表头，以表示最近使用过，若该设备不在链表中，则将其加入链表头，若链表已满，则删除链表尾部的设备；
28、步骤ⅲ：lur链表根据各组设备的使用历史进行动态调整，持续实时监测设备的使用情况，对于每则设备，记录其最后一次被使用的时间，并在链表中进行相应的调整，之后根据链表中设备的顺序，调度任务时优先选择链表头的设备，再依据实际设备使用情况更新lur链表的容量。
29、作为本专利技术的进一步方案，步骤(5)中所述废水降解反应条件调整具体步骤如下：
30、步骤①：收集传感器网络采集到的历史废水数据以及降解过程中反应路径模拟数据，并收集到的各组数据进行预处理后，再通过特征工程提取各组数据中的特征信息，并将提取出的特征信息划分为训练集、验证集以及测试集；
31、步骤②：建立降解控制模型，根据影响降解反应的因素确定降解控制模型神经元数量，同时将各神经元权重初始化为随机值或预设的初始值，并依据预设信息确定学习率以及步长；
32、步骤③：将训练集划分为小批量，通过前向传播将各组训练集分批传递到降解控制模型中并计算每个神经元的输出，使用损失函数来比较降解控制模型的输出与实际目标值之间的差异，根据损失函数的梯度来计算权重的梯度，通过梯度下降算法更新各神经元权重，重复对该降解控制模型进行训练，直至所有训练集都使用完毕；
33、步骤④：使用验证集来评估训练好的模型性能，并通过交叉验证法对不满足预设条件的降解控制模型学习率进行调整，当模型在验证集上的性能不再改善或开始恶化时，则选择提前停止训练，并通过测试集评估最终降解控制模型的性能；
34、步骤⑤：接收最新监测数据，再通过降解控制模型的多组注意力层从不同角度对相同输入的融合数据进行线性变换以提取特征信息，将多组注意力层的输出进行融合，将融合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，该降解并资源化方法具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，步骤(1)中所述传感器具体包括光谱传感器、电化学传感器、生物传感器、纳米传感器、气体传感器、温度传感器以及pH传感器。
3.根据权利要求2所述的一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，步骤(2)中所述废水数据区块链存储具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，步骤(3)中所述废水降解反应路径优化具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，步骤3中所述UCB算法具体计算公式如下：
6.根据权利要求1所述的一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，步骤(5)中所述反应设备运行顺序动态调整具体步骤如下：
7.根据权利要求4所述的一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，步骤(5)中所述废水降解反应条件调整具体步骤如下：
8.根据权利要求7所述的一种抗生素
9.根据权利要求1所述的一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，步骤(6)中所述物质回收具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，该降解并资源化方法具体步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，步骤(1)中所述传感器具体包括光谱传感器、电化学传感器、生物传感器、纳米传感器、气体传感器、温度传感器以及ph传感器。
3.根据权利要求2所述的一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，步骤(2)中所述废水数据区块链存储具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种抗生素废水降解并资源化的方法，其特征在于，步骤(3)中所述废水降解反应路径优化具体步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种抗生素...
【专利技术属性】
技术研发人员：张倩，李玉花，杨晓，彭薪屹，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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