基于复杂系统建模的水管理政策研究进展

基于Agent的建模方法（ABSS）通过自下而上的方式，考察系统中主体的不同状态和行为特征、主体与环境的作用、主体之间的作用，来表征系统的宏观特征，是进行复杂社会环境系统分析和政策研究的重要手段，在水资源、水环境管理系统中得到了有效的应用。本文在大量文献调研的基础上，讨论了ABSS建模方法的基本原理、主要特征、系统构成、分类方法和开发工具等特征，总结了其供水系统发展、水资源分配和流域水资源管理、农业土地和水资源利用、居民用水行为、农业污染控制及人类活动的水环境影响等方面的应用，分析了其在研究内容、研究方法、研究结果等方面的发展趋势，讨论了利用该方法研究我国水资源管理和水污染控制政策的必要性和重要性。     

1968～2018年洞庭湖江湖连通河道松滋口冲淤变化特征

探究江湖连通河道演变态势是评估重大人类活动事件对江湖关系变化影响的重要环节。以洞庭湖—荆江三口中松滋口河道为研究对象，通过建立其河道长期的水位—流量关系曲线分析其河道的冲淤变化特征，对其河道冲淤变化驱动因素进行分析，并采用实测河道断面资料验证其结果的可靠性。结果表明：水位—流量关系曲线法分析河道地形冲淤演变特征与实测横断面地形资料分析结果一致，松滋口河道同流量下水位下降对应于该时期河道冲刷，同流量下水位上升对应于河道淤积。不同时期松滋口东西分支河道冲淤变化主要驱动因素不同。1968～1981年间，下荆江裁弯引起的河势变化是西支新江口河道冲刷与东支沙道观河道淤积的主要诱因。1981～2003年间，其东西两支河道淤积主要是由于葛洲坝运行后引起的上荆江河道冲刷导致的。2003～2018年间，其河道冲刷主要是由于三峡大坝运行引起的河道水沙比例的大幅改变导致的。     

亲水性多孔载体在流化床中的生物膜形成过程分析

采用实验制备的一种新型亲水性多孔聚合物作为流化床反应器中生物膜附着生长的载体,实现流态化水力条件下的生物挂膜过程.在3个结构尺寸相同的流化床反应器中考察了接种污泥浓度、进水有机负荷及载体粒径对亲水性多孔载体生物挂膜量的影响,试验结果表明,接种污泥浓度为30 g VSS/L、进水TOC值为350 mg/L、载体粒径为5～8 mm时载体表面的附着生物量最大,反应器运行12 d的载体附着生物量达到4.45 g VSS/L,膜结构稳定,表现出较活性污泥法更高的活性.在进水TOC、氨氮浓度分别为350 ms/L、50 mg/L,HRT为6 h的情况下,两者的去除率分别达到了97.1%和64.3%,表明载体上的生物膜对污水中TOC及氨氮的去除表现出高效率.挂膜后载体表面上的微生物以丝状菌为主,孔壁上的微生物以球菌和杆菌为主要生物相,证明载体内外表面皆适宜微生物的生长,并且形成合理的生物相分布.     

由粉煤灰合成单一的沸石及其对Cr(Ⅵ)的吸附研究

以粉煤厌为原料采用两步法合成了2种单一沸石矿物种的NaA和NaX型沸石,并对产物的结构和性能进行了详细表征.2种沸石产物的吸附性能比较结果表明,NaA型沸石优于NaX型沸石.在静态吸附条件下,研究了NaA型沸石吸附水溶液中Cr(Ⅵ)的相关参数(溶液pH值、吸附温度和吸附时间),并用Langmuir和Freundlich等温吸附线对吸附结果进行拟和.结果表明:Cr(Ⅵ)的吸附行为符合Langmuir方程;饱和吸附量为47.78 mg/g.NaA型沸石对Cr(Ⅵ)的吸附是物理和化学吸附两种行为共同作用的结果.     

山梨酸废水在ABR中的基质降解行为

稳态条件下,采用厌氧折流板反应器(anaerobic baffled reactor,ABR)处理山梨酸废水并进行基质降解动力学研究.实验表明,在污泥负荷为0.54～1.63 kg COD/(kg VSS·d)的范围内,COD去除率随着负荷的增加从85%降到55%.各隔室出水COD沿程递减,前3个隔室承担了去除COD的重要作用,但随着污泥负荷的增加,后部承担的COD去除率比例增大.基于各串联隔室完全混合的假定,推导ABR中山梨酸废水的基质降解动力学方程,并通过实验确定相关动力学参数及相应的动力学方程.实测值与预测值基本吻合.     

错流式生物滴滤床净化甲苯废气

采用焦化厂污泥为菌源驯化甲苯降解菌，接种错流式生物滴滤床，净化含甲苯废气。研究了生物滴滤床的挂膜启动和长期运行情况，填料和营养液对滴滤床去除能力的影响，并对长期运行的压降进行了观察分析。反应器挂膜启动需要6 d时间，稳定运行的平均去除效率为95％，单位体积最大去除负荷为251 g/(m³·h)。结果表明，采用错流式生物滴滤床可以有效去除甲苯废气；以比表面积大的生物陶粒作为填料以及定期适量更换营养液，均有助于提高生物滴滤床的去除能力；错流式生物滴滤床具有压降小、气液分布均匀的特点。     

锌精炼铅塔燃烧系统烟气温度模糊控制研究

针对锌精馏铅塔动态过程中的非线性、非最小相位特征、不稳定性、时滞和负荷干扰,基于模糊控制策略下给出了锌精馏铅塔燃烧系统新的控制方法.运用模糊控制系统对锌精馏铅塔的烟气温度进行仿真研究和实时控制结果表明,该研究所设计的模糊控制器能够克服许多干扰因素,产生了良好的控制效果.     

Fenton法氧化处理水中土霉素的研究

为了评价Fenton法预处理抗生素生产废水中残留的高浓度土霉素的可行性,对Fenton试剂(Fe2 -H2O2)法催化氧化降解水溶液中的土霉素进行了研究.探讨了H2O2与Fe2 投加比例、投加量以及起始pH值对降解效果的影响,同时考察了土霉素废水中大量共存的草酸根离子对氧化过程的影响.结果表明,当H2O2与Fe2 按照5:1的比例投加时降解效率最高,最佳初始pH值在3.0-4.0之间.在最佳投加比例下,H2O2投加量为0.9 mmol/L,100 mg/L的土霉素可在10 min内得到完全降解.最佳反应条件下经过处理后土霉素水溶液TOC的去除率达40%左右,可生化性(BOD5/COD)也得到明显的改善.水中共存的草酸根离子对氧化效率具有明显的影响,但通过增加亚铁离子的量可以消除草酸的影响.