含油污水光谱特性的研究

含油污水对良好水环境构成了极大威胁,其含油量将直接影响污染情况.光学检测是测量其含油量的重要方法,光学常数则是其测量的基础.利用TU-19双光束紫外可见分光光度计测量了2 mm、10 mm厚含油污水样品光学腔在300~900 nm波长范围内的透射光谱,通过MC(Monte-Carlo)法和区间逼近法反演出含油污水样品光学常数,进而计算得到了含油污水的吸收光谱.结果表明:含油污水光谱特性明显,且在波长380 nm处存在吸收峰,其多数波长下的折射率约为1.2,而吸收指数在5×10-7~2.5×10-6之间.     

不同地域的阳光光谱分布特性

目的研究阳光的光谱能量分布特性。方法对高原、西北沙漠、热带海洋等3个地域200~800 nm波段的阳光进行光谱测量,分析不同地区、不同天气状况、不同扫描速度下的阳光光谱能量分布特性。结果高原地区阳光光谱中的紫外-可见波段的辐照强度明显比西北沙漠和热带海洋地区高,多云时200~800 nm波段的辐射总量与晴天相比降低1/4,200~400 nm的紫外波段的辐射总量仅为晴天时的54%。光谱测量仪的扫描速度对光谱测定结果基本无影响。结论研究获得的阳光紫外截止点、340 nm处的辐照强度、不同波段的辐照量,可为实验室光源暴露试验中的光源选择、光谱能量控制提供参考。     

不同波段下黄海中二甲基硫光氧化动力学研究

采集黄海表层海水样品,在模拟太阳光照射条件下研究二甲基硫(DMS)在UVB(280、295和305nm)、UVA(320、345和395nm)和可见光(435和495nm)8个不同波段下的光化学氧化动力学行为,并探讨其对二甲亚砜(DMSO)生成的贡献率.研究结果表明,DMS光氧化过程均符合一级反应动力学方程,在UVB、UVA和可见光波段的光氧化速率常数分别为2.71~5.52、2.23~4.09和1.5~2.65d^-1.同一样品UVB波段下DMS的氧化速率明显大于UVA和可见光波段下的速率,且在280nm下最大.随着光照时间的增长,海水样品中DMS浓度与有色溶解有机物(CDOM)的光谱吸收系数(α(355))表现出明显的负相关性,表明CDOM吸光特性对DMS的光氧化过程有明显影响.此外,8个不同波段下DMS光氧化向DMSO的转化率在20.0%-31.9%范围之间,其中在280nm下达到最大值.     

PACS絮凝除油效果及其数学模型研究

ＰＡＣＳ作为一种处理油田含油污水的高效絮凝剂，目前已在油田含油污水的净化中得到了广泛的应用。本文就不同的ＰＡＣＳ投加量对不同含油量的油田含油污水的除油效果，进行了实验研究，得到了一系列实验结果，并根据所得结果通过模型识别和多参数最优估计方法，建立了除油率与ＰＡＣＳ的投加量和含油污水含油量之间的非线性数学模型，得到了令人满意的结果。     

采油污水的室内再现配置及静态混合器剪切强度研究

为了便于采油污水处理技术的开发和研究,以静态混合器为主体,设计、加工了一套采油污水室内再现配置装置,配置效果稳定,探讨了含油量、剪切速率等不同配置条件下的再现采油污水粒度分布、乳化度等性能参数以及配置过程中的压力损失,并总结出再现采油污水乳化度(%)与主要配置条件的对应关系表。研究结果表明,静态混合器的压力损失随着剪切速率的增大而明显升高,而随含油量增大呈现出基本稳定的状态;随着剪切速率不断增大,再现采油污水的整体油珠粒径变小,乳化度增大;对于低剪切速率,含油量和剪切作用在促进油珠粒径变化趋势的竞争中前者占优势,所以含油量越大,整体油珠粒径越大;对于高剪切速率,含油量和剪切作用在促进油珠粒径变化趋势的竞争中后者占优势,使得油珠平均粒径随含油量增大而略微降低,同时油珠粒径范围随含油量增大而变窄;随着含油量的增大,各种剪切速率条件下的乳化度均呈现明显的下降趋势。     

印刷线路板热处理过程中HBr析出特性研究

利用热重红外联用和管式炉研究了溴化环氧树脂线路板热处理过程中HBr的析出特性。结果表明:HBr主要在线路板快速失重阶段(300~380℃)析出;加热方式对HBr的析出有很大影响,非等温加热方式下,在380℃以上,反应温度对HBr的析出影响不大。等温加热方式下,反应温度的提高有利于HBr的析出,而且HBr释放量显著高于非等温加热方式;在高温下HBr的析出量随氧分压的增加呈现增大的趋势。     

台湾海峡上空垂向大气漫透射率的季节变化

根据地物光谱仪在可见光和近红外波段的观测数据,获取了台湾海峡海区2006年夏、冬季和2007年春、秋季的垂向大气漫透射率,并对之进行了统计分析.研究发现,台湾海峡海区的垂向大气漫透射率具有明显的季节变化,春秋季节的垂向大气漫透射率明显高于冬夏季节,且不同季节的垂向大气漫透射率具有不同的波长分布特征.该海区垂向大气漫透射...     

旋流式聚四氟乙烯荷电膜污水过滤器的过滤特性

采用自制的旋转流场膜过滤实验装置,分别以去离子水及油田含油污水为料液,进行了旋转流场PTFE荷电膜过滤器处理油田含油污水过滤特性的实验研究。研究结果表明:来液压力、流速分别为0.04MPa,5m/s时,在Φ600mm×1800mm的过滤器内形成稳定的旋转流场,对悬浮物含量为40ppm的污水有较好的处理效果。PTFE荷电膜表面Zate电位-20mv,油田含油污水中的油和悬浮物颗粒的Zate电位在-4mv~-16mv之间,过滤器的过滤通量最大为21.60m3/d,反洗周期最长1~3天,具有最好过滤特性。     

珠江口水体组分的吸收特性分析

水体组分吸收特性是水下光场和水面光谱的主要影响因子,对其进行研究有助于提高对水体光学特性的认识和水质参数的遥感反演.基于2013年7月珠江口水体30个样本的实测数据,对珠江口水体总颗粒物、非藻类颗粒物、浮游藻类和CDOM的吸收特征进行了分析,结果表明:1总颗粒物吸收特征为非藻类颗粒物主导类型;2非藻类颗粒物的吸收系数遵循指数衰减规律,主要来源是陆源性输入,指数斜率Sd均值与空间变化幅度高于内陆二类水体;3多项式关系能较好地表达aph(440)与叶绿素a浓度的关系,而aph(675)与叶绿素a浓度存在很好的线性相关,辅助色素对浮游藻类吸收系数的影响主要在短波波段,长波波段叶绿素a的影响占主导地位,比吸收系数随叶绿素a浓度的增加而减小,呈现幂指数衰减规律;4CDOM输入以陆源为主,光谱曲线在紫外波段250~290 nm之间存在一个吸收肩,按光谱特征分段拟合Sg值能够更好地表达CDOM吸收特性,M值与A段(240~260 nm)的斜率Sg值呈现较强的正相关,珠江口水体的M值较小,CDOM中腐殖酸含量较高;5珠江口水体非色素颗粒物吸收在总吸收中占主导地位,浮游藻类吸收对总吸收的贡献远小于非色素颗粒物,CDOM吸收对总吸收的贡献最小,当CDOM中腐殖酸含量较高时,CDOM对水体总吸收的贡献大,腐殖酸含量较低时,CDOM对水体总吸收的贡献小.     

长江干流表层水体悬浮物的空间变化特征及遥感反演

总悬浮物（TSM）是描述水体光学特性和污染程度的一个重要参数,利用遥感技术准确获取面状水域悬浮物浓度的信息,可有效地对水体浑浊程度、污染程度等信息指标进行高效监测分析,解决观察范围小、不方便以及数据获取难等难题.以野外实测水体高光谱数据和悬浮物浓度及其组分等数据,参照MODIS （1~4波段）、Landsat 8（1~5波段）、Sentinel 2（2~6波段）和HJ-B1（1~4波段）等常用波段范围,构建长江干流（重庆-上海段）水体TSM的半经验模型,从而检验、比较常用卫星对河流水体TSM的反演潜力.结果表明：①枯水期长江干流浊度和TSM从重庆到上海整体程增加趋势,相反有机悬浮物浓度在总悬浮物浓度中所占的比例（OSM/TSM）从重庆到上海整体呈现较小趋势.②水体光谱曲线基本没用叶绿素a的光谱特征（700 nm附近的反射峰）,而是展现出悬浮物浓度占主导因素的双峰型光谱特征.由于水体中悬浮物浓度较低（<114.68 mg ·L^-1）,第一峰值明显高于第二峰值,但反射峰位置具有明显的向波长方向移动的"红移"现象.③长江干流水体的反射率对悬浮物浓度最敏感的波段是600~710 nm和475~550 nm波段,这些波段大部分都落在MODI、Landsat 8,Sentinel 2和HJ-1B卫星绿波段和红波段内,因此目前常用卫星的波段设置在反演长江干流水体TSM上都具有一定的潜力.其中Sentinel 2卫星波段设置最合适长江干流水体悬浮物浓度的反演,其最佳的指数反演模型RMSE为10.23mg ·L^-1,MAPE为23%.     

巢湖水体固有光学特性研究

水体的固有光学特性是描述水体辐射传输的基本光学特性,是建立水质参数遥感模型的基础.黄色物质、非色素悬浮物和浮游植物是影响内陆水体光学特性的3种主要物质,对巢湖水体中这3种物质在波长为400～800 nm的吸收系数进行了测量和分析.结果表明,各组分的吸收系数随其含量的增加而增加;黄色物质和非色素悬浮物的吸收系数随波长的增加呈负指数形式递减;浮游植物吸收光谱的形状与不同藻类的色素组成密切相关.绿色到近红外波段范围是遥感监测内陆水质参数的最佳波段.      

加油站水封隔油装置数值模拟研究

为进一步探究加油站水封隔油装置的隔油能力,利用FLUENT软件对水封隔油装置中油水两相流进行数值模拟研究,采用VOF模型和Standard k-epsilon模型,研究了0.75 m/s流速工况下不同入口含油浓度对水封隔油装置速度场、隔油效果的影响,也由此得到了含油污水的临界浓度。结果表明:水封井内流体流动有着固定的流道,不会随初始浓度的增大而改变;三级隔油池内流体主流道位置则随着初始浓度的增大而改变,并形成新的流道;水封井的临界浓度为0.1%,三级隔油池在0～10%初始浓度下尚无临界浓度;三级隔油池中油液逃逸有3个时间段,初始浓度大于3%时,油液逃逸量随着初始浓度的增大反而降低。     

三种不同材料滤芯聚结处理含油污水的实验研究

为了研究改性聚丙烯腈纤维、玻璃纤维和不锈钢纤维3种不同材料滤芯对含油污水处理效果,以出水含油量为主要考察的技术指标,实验研究了不同流量、不同入口含油量、不同油品以及添加乳化剂时3种滤芯的聚结处理效果。研究发现:在流量为600 L/h、未添加乳化剂时,不锈钢纤维滤芯、玻璃纤维滤芯和改性聚丙烯腈纤维滤芯的一级出水口出水中含油量由初始时的800 mg/L分别降低到3,4,6 mg/L。满足污水综合排放标准GB 8978—1996中石油类二级标准10 mg/L。     

多光谱数据定量反演土壤营养元素含量可行性分析

运用室内光谱模拟多光谱数据,采用回归分析方法建立土壤营养元素含量预测模型,并进行验证.首先,根据光谱响应函数将实验室光谱数据重采样至多光谱传感器（TM和 ASTER）波段;然后,分别利用多元逐步回归（SMLR）和偏最小二乘回归（PLSR）方法,建立建模土壤样本实测光谱以及模拟光谱（TM和ASTER）与土壤营养元素含量间的经验模型;最后,利用检验土壤样本进行模型精度验证.与实测光谱模型相比,模拟光谱模型对土壤营养元素含量的预测精度受光谱分辨率的影响并不大.模拟光谱模型对N、P、K元素含量预测精度最高分别为0.89、0.79和 0.67.土壤N、P、K元素含量SMLR模型的入选波段分别位于2 000～2 300　nm、1 650～1 800　nm和600～800　nm波长附近范围内; 土壤N、P、K元素含量PLSR模型的系数表明,近红外（NIR）波段对总氮和总磷元素含量比可见光（VIS）波段敏感,而VIS对K元素含量预测的贡献更大.利用多光谱数据进行土壤营养元素含量的估测具有理论上的可行性;由于不同元素对不同光谱波段的响应不同,在选择多光谱遥感数据时要充分考虑传感器的波段特征.     

太湖、巢湖水体总悬浮物浓度半分析反演模型构建及其适用性评价

总悬浮物浓度是水体重要的水质参数.本研究利用太湖春季、秋季和巢湖夏季多期野外实测数据,通过对生物光学模型进行合理的简化构建适用于太湖、巢湖水体总悬浮物浓度反演的半分析模型,并将该模型应用于MERIS和环境一号卫星高光谱卫星影像上以验证该方法的适用性.结果表明:①针对太湖和巢湖水体,总悬浮物浓度最优反演波段范围为730～832nm(氧气吸收带除外);②针对MERIS数据,波段10(中心波长754 nm)和波段12(中心波长779 nm)均适用于太湖总悬浮物浓度反演,而波段11(中心波长761 nm)由于氧气吸收带的影响不适用于总悬浮物浓度反演;③针对太湖MERIS数据,模型反演结果的相对误差基本上呈现出随距离卫星过境时间增大而逐渐增加的趋势,在卫星过境时间正负3 h内测量的样点,模型反演结果的相对误差均在50%以内,而时间差超过3 h,相对误差则逐渐增大到50%以上;④环境一号卫星高光谱数据17个波段(B83～B99)均能够对巢湖总悬浮物浓度进行较好的反演,其反演效果要好于MERIS数据在太湖的反演结果.     

黄浦江流域典型污水中不同粒径胶体的三维荧光光谱特征

基于切向流超滤系统及三维荧光光谱技术,对黄浦江流域典型污水(即生活污水及农业污水)中的胶体进行粒径分级及三维荧光光谱特性分析.结果表明,所选水样的胶体质量浓度及胶体态有机碳质量浓度分别为9.60~32.50 mg·L~(-1)和0.03~6.25 mg·L~(-1),二者均随粒径的增加而呈递增趋势.不同粒径分级胶体的三维荧光图谱表现为类蛋白荧光峰(峰D和峰T)及类腐殖质荧光峰(峰C和峰A)这4个荧光峰,其中类蛋白荧光峰主要存在于M_r1×10~3~5×10~3分级胶体中,类腐殖质荧光峰主要存在于M_r10×10~3~300×10~3分级胶体中.同时,通过表征胶体荧光光谱特性的荧光指数,包括FI值、腐殖化指数HIX及生源指数BIX,分析了所选胶体的来源及光谱特性.结果表明,小粒径胶体主要为陆源来源,芳香性及腐殖化程度较高;而大粒径胶体自生源比重大,类蛋白物质是其主要成分.     

影响悬浮颗粒物吸收系数测量的相关因素研究

水体悬浮颗粒物吸收系数是水色遥感研究中的关键参数之一,为研究不同因素对吸收系数测量结果的影响,分别采用透射法(T法)、透射反射法(T-R法)和吸收法(A法)测量颗粒物吸收系数.结果表明,A法在测量悬浮颗粒物吸收系数时受滤膜差异性、滤膜含水量以及滤膜颗粒物分布不均匀等因素的影响较小,测量精度较高.对不同测量方法的光程放大因子的研究结果表明,不同测量方法,不同颗粒物富集量会有不同的光程放大因子.采用线性拟合的方法求得A法、T法和T-R法的平均光程放大因子为4.01、2.32和2.20,相关系数分别为0.90、0.80和0.87.对于A法和T-R法,采用二次多项式拟合的方法计算光程放大因子可以提高测量精度,相关系数分别为0.95和0.94.对比各影响因素对测量结果造成的平均相对误差发现,光程放大因子是颗粒物吸收系数测量最大的误差来源.     

基于CARS算法的湖滨绿洲土壤表层有机碳估算

文章以博斯腾湖西岸湖滨绿洲为研究区,将实测的土壤有机碳含量数据与土壤高光谱数据结合,对原始光谱R进行数学变换及微分变换,应用竞争自适应重加权采样（CARS）筛选特征波段,并采用其筛选的特征波段构建BP神经网络模型估算土壤表层有机碳含量。结果表明：（1）研究区土壤表层有机碳含量范围在0.80～63.15 g/kg,平均值为17.57 g/kg,变异系数为71.48%,呈中等变异性。（2）CARS算法将建模输入波段压缩至全波段数目的2.76%以下,R、R’、1/R、(1/R)’、log(1/R)、log(1/R)’、1/log R、(1/log R)’光谱形式下筛选的特征波段,较多集中于近红外长波1 500～2 500 nm与可见光波段380～760 nm;R’’、(1/R)’’、log(1/R)’’、(1/log R)’’光谱形式下筛选的特征波段,较多集中于近红外波段760～2 500 nm。（3）二阶微分变换构建的CARS-BP估算模型精度优于一阶微分,R’’-CARS-BP估算效果最好,训练集和验证集R2分别为0.81、0.83,RPD分别为2.30、2.45,RMSE分别为5.75...     

改性稻草秸秆对低浓度含油污水的吸附去除研究

对改性稻草秸秆吸附去除低浓度含油污水的效果进行了研究,稻草秸秆改性采用磷酸活化后高温改性。对其改性温度条件进行了优化,结果表明稻草秸秆最佳改性温度为500℃。考察了改性稻草的投加量和粒径,含油污水的盐度和温度等条件对低浓度含油污水吸附去除效果的影响。当改性稻草投加量为0.8 g/L时,对60 mg/L的含油污水中原油的去除率达到89.5%;原油的吸附去除效果随着样品粒径变小吸附能力提高,在盐度为15‰~30‰,温度为10~35℃,改性稻草秸秆对低浓度含油污水具有较好的吸附去除效果。改性稻草秸秆对低浓度含油污水的吸附过程符合准二阶动力学模型。     

用丁苯橡胶滤柱处理含油废水的研究

研究了用丁苯橡胶滤柱处理含油废水的可行性,探讨了不同条件下对含油废水破乳除油的影响参数,并对实际废水进行了处理。结果表明,在滤柱高50mm、线流速为3mL/s、水温为20℃的条件下,对含油量为500～600mg/L的含油废水进行处理,去除率可达80%左右。因此,该滤柱可用于含油废水的初级处理。