汉江流域土地利用/覆被变化的水文效应模拟研究

针对流域LUCC驱动因子众多、驱动因子与土地利用/覆被变化之间存在复杂的非线性动态关系的特点,以汉江上游流域LUCC模拟为例,构建基于人工神经网络（ANN）与元胞自动机（CA）的模拟土地利用/覆被变化的CA ANN耦合模型,并应用该模型预测汉江上游流域2020s年代的LUCC变化情景。结果表明：2020s汉江黄家港站上游流域水田、旱地、灌木林与建设用地面积均有不同程度的增加,其中建设用地增幅最大,与区域交通和城市化的迅猛发展趋势相符;除建设用地增幅变化较大之外,1980s～2000s与2000s～2020s两个时期其余土地利用/覆盖类型的面积变化率都比较相近,表明CA ANN耦合模型能够刻画土地利用/覆盖类型的转换规律,在流域土地利用/覆被变化的复杂非线性动态演变情景的模拟预测方面是可行的。在此基础上,应用SWAT分布式水文模型模拟汉江上游流域水文过程。研究结果表明：在1980s年代、2000s年代及预测的2020s年代LUCC情景下,汉江上游流域年平均径流量呈增加趋势,LUCC对径流量年内影响较汛期显著,多年平均蒸散发量呈增加趋势     

钱塘江引水降氮示范工程的构建和运行研究

针对杭州西湖钱塘江引水低碳高氮的特点,提出以改性水草塘—复合垂直流人工湿地(IVCW)相耦合的生物—生态工艺进行引水处理,对该引水降氮示范工程的构建和运行效果进行了跟踪研究。结果表明,整个稳定运行期间(2012年7月19日至11月19日),耦合工艺对COD、TN、硝酸盐氮、TP的平均去除率分别为52.27%、52.49%、53.69%、52.79%,系统出水满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ标准;改性水草塘和IVCW单元作为耦合工艺的两个重要组成部分,在脱氮、除磷方面优势互补,从而共同保证出水水质的稳定;在改性水草塘单元,温度与COD的去除效果呈负相关关系,进水C/N与TN去除效果呈正相关关系;而在IVCW单元,温度与COD、TN的去除效果均呈线性正相关关系,进水C/N与两者的去除效果也呈正相关关系,且对COD的影响要大于对TN的影响。     

基于BP神经网络的多壁碳纳米管复合CdS-TiO_2光催化剂优化合成研究

基于CdS-TiO2/多壁碳纳米管(MWCNTs)光催化剂降解甲苯的正交实验数据,采用反向传播(BP)神经网络训练并建立了光催化剂合成条件设计的神经网络模型。以正交实验确定的4个主要影响因素作为输入层参数,以甲苯降解率作为输出层参数,将全部实验数据分为训练样本集和预测样本集。运行网络,系统误差为0.000 724,网络预测值与实验数据值相关系数达到0.989,说明该网络具有较好的训练精度及泛化能力。并利用训练好的神经网络预测得到CdS-TiO2/MWCNTs光催化剂的最佳合成条件:焙烧温度为460℃,MWCNTs复合量为1.5%(质量分数),活性组元摩尔比(TiO2/CdS)=80∶1,水加入量为12%(体积分数)。     

光/电法氨氮降解过程中协同作用的研究

为了研究光/电法在氨氮降解过程中的协同作用,采用光/电法降解模拟工业循环冷却水中的氨氮,并对氨氮降解过程中的各影响因素进行了研究,考察了氯离子浓度和溶液p H对降解效率的影响。结果表明,与传统的光催化法和电化学法相比,光/电法在氨氮降解过程中存在良好的协同效应,因而具有更高的氨氮去除率,这主要归功于溶液氯离子的促进作用。另外,在酸性条件下,氨氮降解效率得到进一步加强。当p H在4~5之间,电流密度为10 m A/cm2,Na Cl浓度为100 mg/L时,在经过90 min光/电法处理后氨氮去除率高达95%,且N2占总氨氮降解产物的84.2%。     

甲苯对UASB反应器中溶解性微生物产物的影响

以乙酸钠为外加碳源,考察了UASB反应器内甲苯对可溶性微生物产物（SMP）的影响。实验结果表明：低质量浓度（20~70 mg/L）的甲苯对微生物有刺激作用,使得污泥增殖速率变小,SMP的质量浓度也逐渐减少,经过一段时间的驯化后,系统COD和TOC的去除率分别达到93%和94%以上,下降趋势较小;较高质量浓度（70~200 mg/L）的甲苯对微生物有抑制作用,污泥活性下降,反应器运行状况开始恶化,SMP的质量浓度也逐渐增大,经过一段时间的驯化后,系统COD和TOC的去除率分别维持在81%和83%以上;当甲苯质量浓度超过200 mg/L时,表现为污泥活性严重下降,对COD的去除效果极差。     

CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂降解丁基黄药

CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂是降解丁基黄药的优良试剂。该试剂与传统的Fenton试剂相比,提高了反应的pH值,可在较高pH(4~5)条件下反应,而传统的Fenton试剂的适宜pH值一般在3以下。采用单因素实验和正交实验相结合的方法研究了pH、催化剂投加量、过氧化氢投加量以及反应时间对丁基黄药降解效果的影响,并对催化剂的使用寿命进行了探讨。研究结果表明,反应的最佳条件为:pH为4~5,催化剂投加量为6 g/L,过氧化氢用量为30 mg/L,反应30min。在此反应条件下,丁基黄药的降解率达98%以上;影响丁基黄药降解效果的因素大小顺序为:pH>反应时间>H2O2用量>催化剂投加量,其中pH对CuO/γ-Al2O3类Fenton试剂降解丁基黄药的影响最为显著。     

负载型Mn-Ce/TiO2催化剂的制备及其低温脱硝活性简

以成型TiO₂作为载体,通过浸渍法制备了Mn-Ce/TiO₂低温SCR催化剂,并系统研究了制备方法、煅烧条件、活性组分担载量、Mn含量等参数对催化剂催化还原NO性能的影响。结果表明,煅烧温度的升高会促使活性组分结晶度的提高,从而引起催化活性的降低,在500℃和600℃下所得Mn-Ce/TiO₂催化剂活性组分为无定型态,表现出较高的脱硝活性。活性组分担载量的增加有利于催化活性的提高。Mn含量对Mn-Ce/TiO₂催化剂的活性有较大影响,当Mn/（Mn+Ce）摩尔比为40%和85%时,催化剂活性最高。     

初级基质对降解菌Pseudomonas putida共代谢苯扎贝特的影响

通过对3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定还原糖含量各影响因素的筛选,优化确定了显色时间8 min,稳定时间10 min,最佳波长490 nm下进行吸光度测定的检测方法;分析分别以葡萄糖和麦芽糖作为外加碳源时,降解菌Pseudomonas putida B-31的生长情况和共代谢降解典型药物苯扎贝特(BZF)的过程。结果表明,降解菌只有在外加碳源的条件下才可正常生长,而且其在葡萄糖环境中生长得更好;拟合得到的葡萄糖、麦芽糖和BZF代谢动力学结果显示,葡萄糖对BZF去除的促进作用更为明显,同时从葡萄糖培养基中降解菌所提取的酶比活力要高于麦芽糖培养基,分析原因可能是葡萄糖所诱导的降解菌关键酶活力更强,而且还可能会产生不同的蛋白质点位。     

5种植物材料的水解释碳性能及反硝化效率

碳源在硝酸盐去除过程中起电子供体的作用,是生物反硝化反应的关键物质之一。为解决污水处理脱氮时碳源不足抑制反硝化反应造成脱氮效率低的问题,本研究选取风车草、甘蔗渣、芦竹、美人蕉和稻草秆5种植物材料作为反硝化碳源,探讨不同植物材料的水解释碳能力和释放规律;并进一步以其水解液作为外加碳源,探讨其对反硝化脱氮效率的影响。研究结果表明,植物材料水解释碳过程符合二级动力学反应规律,不同植物材料的释碳能力具有显著性差异,以甘蔗渣在固液比1∶80时COD释放当量最大,为45.45 mg/L;添加植物水解液可显著提高反硝化脱氮效率,以芦竹水解液脱氮效果最好,达到71.9%。此外,碳氮比是影响脱氮效率的重要因素之一,以碳氮比为9时反硝化脱氮效果最佳。     

废旧冰箱拆解聚氨酯泡沫塑料制备PU/PP复合材料

利用废旧冰箱拆解的聚氨酯泡沫塑料(PU)和聚丙烯(PP)、聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为原料,采用物理化学回收技术制备PU/PP复合材料。用正交实验法分析PU填充量、PU粒径和PP-g-MAH 3个因素对PU/PP复合材料力学性能影响的显著性。结果表明,PU填充量对PU/PP复合材料拉伸性能有显著影响,对冲击性能和弯曲性能没有显著影响;在本文的实验范围内,PU粒径对PU/PP复合材料的力学性能影响不大;而PP-g-MAH投加量对PU/PP复合材料具有一定的影响。确定的优化工艺配方为:PU 40%;PU粒径选择2.00 mm;PP-g-MAH投加量10%。采用优化工艺制备的PU/PP复合材料的密度为1 042.88 kg/m3;冲击强度为2.9 kJ/m2;拉伸强度为10.30 MPa;拉伸模量为1 100 MPa;弯曲强度为18.5 MPa;弯曲模量为733 MPa。