危险废物处置综合废水处理系统优化研究

固体废物处置中心能够对多种固体废物和危险废物进行处置,在处置过程中产生的废水水质复杂,因此需要对废水进行综合处理,去除废水中的重金属和有机物。为了达到废水排放标准,以某固体废物处置中心的废水处理设施为研究对象,对处理设施中的还原沉淀和曝气生物滤池等环节进行优化,得出其最优的运行参数,结果显示:亚铁与六价铬物质量比为20∶1,曝气气水比为4,水力停留时间为2h时,出水的各项检测指标均达到废水排放标准限值。     

山东省能源消费分析及其优化策略

基于1980-2012年山东省能源消费统计数据的研究发现,山东省能源消费具有持续增长的演进特征和显著的结构特征。1980-2012年,一次能源消费总量增加了7.18倍,年均增长率21.77%;2000-2012年,终端能源消费量增加了2.46倍,年均增长率18.95%。从能源消费品种看,山东省能源消费具有显著的"高碳"和"非均衡"刚性特征。1998-2012年,煤炭消费量占一次能源消费总量中的比重都在75%-81%之间;2000-2012年,煤品消费量占终端能源消费总量中的比重都在48%以上。从能源消费部门看,具有显著的工业集中和行业集中特征,2005-2012年,工业能源消费量在能源消费总量中的比重都在77%以上。在工业内部,2012年,十大高能耗行业的能源消费占全部能源消费的59.92%,占工业能源消费的比重高达82.12%。交通运输部门的能源消费增长迅速,成为第二大能源消费部门。生活用能呈现快速的稳步增长态势,2000-2012年,生活用能量增加了2.58倍,年均增长率达19.83%;并且,居民生活用能结构由原来的"煤炭为主、电力补充"的消费格局转变到了目前的"电力为主、煤炭补充"的消费格局,生活用能结构的清洁化程度不断增强。能源消费结构的形成对山东省的能源安全和生态环境产生了明显的负面影响,能源消费的碳排放效应显著。1998-2012年,山东省能源消费的碳排放量增长了3.33倍,年均增长率高达22.19%,大于能源消费年均增长率和GDP年均增长率。山东省能源消费结构形成的影响因素主要有能源禀赋约束、经济增长和产业结构、能源利用效率低下、可再生能源开发利用滞后。为此,要推动能源消费革命,以促进能源消费体系转型;推动能源供给革命,以形成市场主导、多能互补、供需互动、内外合作的现代能源供给体系;推进传统产业改造升级、培育发展战略性新兴产业,以转变经济发展方式;综合运用多种市场和经济手段,增强企业自主节能减排、社会公众低碳消费的内生动力。     

增长、就业及减排目标约束下的产业结构优化研究

该研究建立了投入产出框架下的产业结构优化模型,在减排目标、GDP增长率、就业率的多重约束条件下,测算了中国实现国民经济最小波动的最优产业调整路径,揭示了低碳经济与可持续发展下应当鼓励和控制发展的重点行业:产值提升最大的应包括批发零售贸易、公共与居民服务业、机械电气设备制造维修业、住宿餐饮业等排放系数较低且最终需求水平较高的行业,产值下降最大的则是电力热力生产和供应业、金属冶炼及压延加工业、以及石油加工及炼焦燃气等,这些行业无疑是实现国家在稳定增长前提下减排目标的关键。通过调整约束条件的强度,研究发现,随着碳减排约束的收紧、以及经济增长目标的提高,所需的产业结构调整幅度会逐渐增大,并且减排力度加强所要求的结构变动比经济增长率提高所要求的变动更大,因此对于中国经济未来发展,实现减排任务比片面追求GDP增长率难度更大、成本更高。由于模型解得的理论最优变动率普遍小于过去10-20年中国各行业的实际增长率,因此本研究提出的"降排放、保增长"的产业结构调整方案具有一定的现实可行性。尤其是第一产业和矿产开采业近10年的实际变动率已经接近模型求解的最优调整方案,但是大多数行业的实际增长值要远超过理论最优值,所以适当放缓增长步伐,能够在保持适当的经济增长率与就业率的前提下,有效降低能耗及排放强度。     

火力发电厂冷端系统设计优化

针对某火力发电厂扩建工程汽轮机组冷端系统设计中存在的问题,根据扩建工程技术要求、现场总平面布置情况及工程概算,对冷端系统进行现状分析后提出了冷端系统优化方案。结果表明:优化方案有效降低了基建初始投资及运行费用,优化了机组运行方式,保证了机组安全、稳定运行。     

基于组合赋权的混合粒子群优化支持向量机的岩爆倾向性预测

为有效预测岩爆灾害发生烈度,提出一种基于组合赋权的混合粒子群优化支持向量机(H-PSO-SVM)岩爆倾向性预测模型。根据岩爆发生机制,在分析岩爆发生的主要影响因素的基础上确定出评判指标;综合考虑模糊层次分析法(FAHP)所得主观权重和熵权法所得客观权重,应用调和平均数概念,构建组合赋权准则;引入遗传算法交叉、变异操作改进传统粒子群(PSO)极值跟踪和粒子更新方法,建立H-PSO-SVM岩爆倾向性预测模型。利用国内外已有工程实例数据进行50次随机抽样试验,对比分析H-PSO-SVM模型和PSO-SVM模型等预测结果。结果表明:H-PSO-SVM模型应用于岩爆工程实例预测具有可行性和适应性,模型预测的准确率高于其他模型,且预测结果更稳定。     

人员作业微环境仿真试验设计及模拟优化

为降低我国职业病的患病概率,考虑绝大多数作业场所涉及的风流、粉尘、瓦斯、CO及温、湿度等微环境特征,提出了一种人员作业微环境仿真试验平台,并基于Fluent软件采用DPM和Species Transport方程构建微环境数值仿真模型,以实现对人员作业微环境仿真试验方案的模拟优化。模拟结果表明,受人体仿真模型、粉尘、瓦斯及CO等微环境因素影响,仿真舱体内各微环境因素的扩散不均匀,当抽风机风量为400 m~3/min、气溶胶发生器粉尘释放速度为10 m/s、环境温度为293 K、入口温度为303 K、入口加湿量达到100 kg/h、瓦斯和CO释放位置为距上顶板1/3位置处多点释放时,各微环境因素可达到绝大多数作业场所的仿真要求,最终确定出人员作业微环境仿真试验方案。     

优化BCR法-ICP-MS在土壤重金属化学形态分析中的应用

为了研究土壤重金属元素的化学形态,以优化的BCR法模拟自然环境条件,连续提取了不同土壤标准物质中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn的交换态、还原态、氧化态;采用微波混酸(5mL HNO_3+2 mL HCl+1 mL HF)消解土壤样品,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)分析测定,在碰撞反应池模式(CCT)下以~(115)In和~(209)Bi双内标加入法进行信号漂移补偿和干扰校正;以形态分析标准参考物质(欧盟RCR-701)验证了方法的准确性。结果表明,CCT动态模式能有效地降低检测过程中多原子离子的干扰作用,检测分析方法的检出限均小于0. 2 ng/g,RSD 1. 35%(n=5),方法验证性实验说明所选方法准确可靠;土壤样品中各元素3种化学形态与残渣中含量的加和均与总量参考值接近,回收率在95%～110%之间;该法适于土壤重金属形态的提取和分析测定,对研究土壤重金属的赋存特征、迁移转化规律及影响因素、重金属元素的来源及土壤重金属污染的治理与修复有一定的指导意义。     

基于主成分和粒子群优化支持向量机的水质评价模型

水质的评价是治理水污染必不可少的工作。为了准确、快速地对水质进行评价,利用主成分分析法从水质监测常见的多个物化指标提取出主成分,然后将主成分作为支持向量分类机的输入,利用历史数据进行水质评价训练并用粒子群算法优化参数,构造出水质评价模型,将从物化指标中得出的主成分代入此模型即可得到水质类别。最后,选取水质监测点实测数据进行试验,结果表明,模型的水质评价结果准确且稳定。     

生态约束下的湖滨土地利用研究——以四川省仁寿县黑龙滩镇为例

生态文明体制改革下围绕土地“三位一体”管理理念，强化土地利用生态管理是当今我国土地资源管理的综合思路，研究湖滨生态敏感区土地利用具有重要的生态价值和现实意义。以四川省仁寿县黑龙滩镇为实证研究区，通过构建数理量化模型和经济计量模型分析了2005~2015年间研究区湖滨土地利用状况，并差别化探讨了湖滨土地利用优化模式，提出了相关政策建议。研究表明:(1)黑龙滩镇湖滨土地利用多样化系数和均衡度在时序上变幅较小，在空间上低于全县平均水平，但总体上处于均衡状态。(2)黑龙滩镇湖滨土地利用生态安全总体为波动上升趋势，以2012年为拐点，安全状态由较安全向安全阶段转变，总体呈较安全状态。(3)黑龙滩镇湖滨土地利用生态安全主要受种植结构优化合理度、人口密度、地均牲畜量、水环境污染负荷、水土流失占比、单位耕地农药负荷的影响，其中人口密度与预期方向相反，种植结构优化合理度具有显著的正效应，其余的综合净效应为负。(4)针对黑龙滩镇湖滨土地利用变化状况以及生态安全保护需求与区域发展趋势，差别化地提出退耕还湖与持续利用生态模式、复合农业与生态种植发展模式、休闲农业与教育体验发展模式三类湖滨土地利用模式。综上提出了加强湖滨水土资源保护、优化湖滨农业结构布局和规范湖滨管理的政策建议。     

瓦斯抽采PC-CAS基封孔材料优化及其膨胀作用分析*

为了研制以硅酸盐/铝酸盐水泥、生石灰、生石膏为主的PC-CAS基封孔材料，采用正交试验优化材料配比、开展膨胀力研究，并用扫描电镜观测料-煤胶结形貌。研究结果表明:材料的最优配比为A2B2C4，其具备优良的流动性、强度及致密性，造浆量达2 100 mL/kg；PC-CAS基材料具有显著的膨胀性，其膨胀力随时间先增大而后趋于稳定，并且该膨胀力随着径向约束的提高而增大；相比于FP材料，PC-CAS基材料产生的膨胀力能够显著降低材料-煤岩界面的空隙并在一定程度上压密煤体内部的裂隙；该材料产生的膨胀力可压密封孔段围岩、提高封孔质量，并为后期“二次注浆”提供保压条件。工业试验结果表明，采用PC-CAS基材料进行封孔可显著改善抽采效果，将原有平均浓度10.11%提升至20.08%。