基于支持向量机的水资源安全评价

支持向量机以统计学习理论为基础,采用结构风险最小化准则,将学习问题转化为一个凸二次规划问题,能够得到全局最优解,适合解决小样本、非线性分类及回归问题。根据水资源安全的内涵,筛选出具有代表性的指标,组成水资源安全评价指标体系。建立了基于支持向量机的水资源安全评价模型,将安全标准划分为良好、安全、临界、不安全、危险5个等级。根据水资源安全评价标准及所属评价等级值,随机生成样本集,180个样本作为训练样本,构造了5个两类支持向量分类器,20个样本作为检验样本,检验样本分类全部正确。将模型应用于山西省11个城市的水资源安全评价,结果表明,该方法是有效、可行的。     

表层附着累枝虫的好氧颗粒污泥特性

在序批式反应器(SBR)中处理实际生活污水,并接种城市污水处理厂活性污泥,培养出表层附着大量累枝虫的好氧颗粒污泥.运行120 d时,颗粒污泥浓度可达4482 mg·L-1,污泥容积指数(SVI)为55 m L·g-1左右,颗粒的粒径主要在1.6~2.5 mm之间,平均沉速为55.4 m·h-1,累枝虫密度可达30450 ind·m L-1.CODCr和NH+4-N的平均去除率分别为87.9%和91.8%.采用直接免疫荧光法证实累枝虫可吞食游离细菌,能有效减少出水SS,且出水SS与累枝虫的密度变化整体呈相反趋势.表层附着生长的累枝虫略微降低了颗粒污泥的沉速.结构分析可看出累枝虫根植于颗粒表层,柄的部分成为颗粒污泥的"骨架",有利于颗粒污泥结构强度和稳定性.     

浙江省H市供水系统消毒副产物及其健康风险评价

以浙江省H市供水系统为调查对象,采用配有电子捕获器的气相色谱(GC-ECD)检测2座水厂及相应供水管网中18种消毒副产物(DBPs)的含量,深入探讨了DBPs导致的饮用水健康风险及前体物指标与各类DBPs的相关性.结果发现H市饮用水中检出三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)、卤乙腈(HANs)和三氯硝基甲烷(HNMs)等类消毒副产物,THMs含量最高,HAAs次之.CX水厂出水和供水管网中THMs分别为7. 70～32. 73μg·L~(-1)和9. 00～51. 42μg·L~(-1),HAAs分别为3. 05～21. 30μg·L~(-1)和6. 00～26. 79μg·L~(-1). TH水厂出水和供水管网中THMs分别为8. 65～38. 76μg·L~(-1)和12. 09～42. 04μg·L~(-1),HAAs分别为2. 42～14. 79μg·L~(-1)和2. 80～33. 40μg·L~(-1),2家水厂出厂水和供水管网中消毒副产物浓度均符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006).采用溶解性有机碳(DOC)和UV254表征水样有机物,分析有机物与DBPs的相关性,发现管网水中三氯甲烷(TCM)与DOC和UV254呈显著负相关性.基于EPA推荐的健康风险评价模型对经口摄取途径时氯消毒副产物的致癌和非致癌风险进行计算,发现H市出厂水和管网水中消毒副产物引起的致癌风险分别为5. 94×10-6～4. 76×10-5和5. 94×10-6～5. 56×10-5,非致癌风险分别为0. 91×10-2～4. 20×10-2和1. 26×10-2～4. 72×10-2.致癌风险主要来自THMs,一溴二氯甲烷(BDCM)贡献了最高的致癌风险,非致癌风险主要来自TCM.     

水环境中新兴污染物三氯蔗糖的研究进展

人工甜味剂——三氯蔗糖（sucralose,SUC）是一种应用广泛的食品添加剂,因其在水环境中被广泛检出,且具有高极性、持久性等特点,被US EPA（美国环境保护局）列为新兴污染物（emerging contaminant,EC）,相关检测、降解及毒理学研究逐渐增多.在比较了水环境中微量三氯蔗糖检测方法,总结了其在各地水环境中检出情况的基础上,重点阐述水处理工艺中三氯蔗糖的控制及转化.研究表明:固相萃取-液质联用（SPE-LC/MS）是检测水环境中人工甜味剂最常用的方法,可实现痕量三氯蔗糖的准确定性和定量,检测限低至几ng/L.以生物处理为主的污水处理工艺对三氯蔗糖降解效果甚微,大部分三氯蔗糖随排放进入水环境,继而进入饮用水处理及供水系统.欧美地区污水及地表水环境中三氯蔗糖检出浓度约为几至几十μg/L,饮用水中约为几百ng/L,国内水环境中检出水平与之相当,但资料数据相对匮乏.饮用水常规处理工艺对三氯蔗糖几乎没有控制效果,实际处理系统中氯和臭氧等氧化工艺控制效果甚微.试验研究中以产生羟基自由基、硫酸自由基等为主的高级氧化工艺可有效降解三氯蔗糖,但由于成本高,操作条件限制等难以大规模应用,此外三氯蔗糖降解过程中可能产生有害副产物.我国已经成为三氯蔗糖的第二大产地,人工甜味剂生产及使用规模大,理论上国内存在水环境污染范围广、污染水平高的分布特征,是水源中不容忽视的一类微量有机污染物.目前国内净水厂推广应用以臭氧为主的深度处理工艺,但三氯蔗糖在该工艺中因不完全降解可能导致多种含氯或脱氯产物的产生,对饮用水供水安全具有潜在威胁.      

低碳源废水培养的好氧颗粒污泥常温储存后活性恢复研究

通过考察好氧颗粒污泥特征、比耗氧速率（SOUR）、处理效果和菌群的变化,探索常温储存实际低碳源废水培养出的好氧颗粒污泥的可行性.试验结果表明,常温清水储存60d后颗粒结构未出现明显解体;污泥浓度由4960mg/L小幅降低至4740mg/L,但沉降性能保持良好（SVI为24.2mL/g）;SOUR整体下降较小（16%）,尤其是硝化菌的SOUR;污泥菌群在门和属水平上的相对丰度均发生了变化.在恢复运行后,颗粒形态恢复快且良好,粒径在长期运行后明显增大（200~250μm）;污泥沉降性能始终保持良好（SVI<20mL/g）,SOUR在运行20d后既能恢复;运行11d后COD处理效果完全恢复（平均出水COD为53mg/L）,运行5d后NH₄⁺-N处理效果完全恢复（平均出水NH₄⁺-N为0.7mg/L）.常温清水储存好氧颗粒污泥不仅操作方便,而且反应器能快速恢复稳定运行,具有显著的实际应用价值.     

三角孔多孔板水力空化杀灭原水中病原微生物

利用自主研发的新型三角孔多孔板水力空化装置对胜利河原水进行消毒处理,采用压力数据采集系统采集水力空化工作段压力、显微镜观察菌体形态变化、平板计数法计数菌落总数、酶底物法检测总大肠菌群和大肠埃希氏菌;研究了三角孔多孔板的水流空化数、孔口大小、孔口数量、孔口排列和原水浓度梯度对水力空化杀灭原水中病原微生物的影响.结果表明：选择适当的原水浓度、增大孔口数量、减小孔口大小以及改进孔口排列方式（如交错式）时,均可进一步提高原水中病原微生物杀灭率.菌群杀灭率在5min时可达到稳定高效杀灭值,15min时菌落总数杀灭率可达80%以上,总大肠菌群和大肠埃希氏菌杀灭率均可达90%以上,甚至完全杀灭.     

孔板与文丘里组合空化杀灭水中病原微生物

利用水力学实验室自主研发的多孔板与文丘里管组合式水力空化装置来杀灭原水中的病原微生物.以水体中大肠杆菌和菌落总数为指示菌,用平板计数法测得不同工况下的大肠杆菌和菌落总数的杀灭率,研究了空化数、孔口排布、孔口数量、运行时间、原水配比浓度、喉部长短对病原微生物杀灭率的影响.试验结果表明：提高孔口流速和喉部流速、延长运行时间、降低空化数、增多孔口数量、改进孔口排布、选取合适配比浓度、延长喉部长度可以提高大肠杆菌和菌落总数的杀灭率.水力空化是一种无消毒副产物、安全、高效的饮用水消毒新技术,具有潜在的应用前景.     

钱塘江流域小城镇环境设施建设战略研究

本研究根据世界银行《2011财年浙江项目指南》要求,通过对钱塘江流域现状水质污染情况进行了大量、深入的调查与对比分析,得出了小城镇污染源已成为钱塘江流域水环境污染的重要贡献者以及小城镇污水与垃圾处理设施落后是导致小城镇污染严重的基本结论。根据一般污染区和严重污染区,提出了城镇污水处理和垃圾处理有区别的规划建设目标、建设重点和对策建议,为本项目争取世界银行贷款提供了可靠的技术支撑。     

臭氧-生物活性炭对有机物分子量分布的影响

测定了南方某水厂中试规模的臭氧-生物活性炭工艺不同处理阶段(原水、沉淀水、砂滤水、臭氧化水、生物活性炭出水)有机物(TOC和UV254)的分子量(MW)分布.分析了原水中生物可同化有机碳(AOC)的分子量分布.结果表明,AOC主要属于天然有机物(NOM)中MW<1kDa的部分.MW<1kDa的部分占可溶解性有机碳(DOC)的53%～67%,而AOC只占DOC的2.65%～5.91%,表明去除大部分DOC的臭氧-生物活性炭工艺并不能有效去除AOC.     

杭州气候条件下城市透水沥青混凝土路面的温度

通过杭州气候条件下城市沥青混凝土路面温度变化的实际测试,分析沥青路面温度变化的形成机理,对比了普通沥青混凝土和透水沥青混凝土对路面温度的变化。实际测到透水沥青路面夏季极端高温为62.5℃,普通沥青路面极端高温为67.9℃。研究表明,相同气候条件下,透水沥青路面的热传导能力强于普通沥青混凝土;透水沥青路面是一种能够缓解城市热岛效应的环境友好型路面形式。