大型公共场所人员疏散模型研究--考虑个体特性和从众行为

在引入元胞自动机概念的基础上,模拟分析了紧急情况下人员的疏散行为,并提出了一个新的疏散模型.该模型考虑了人员的个体差异和从众行为,并重点分析了各种情况下从众行为对疏散行为和疏散时间的影响.结果表明,从众行为与疏散场所中的人员密度、视野范围大小等都有很大关系,一般而言,从众行为将延缓人员疏散的时间.     

稠油污水生化性处理技术研究

为了探讨稠油污水能否使用生物法处理,以生活污水和农药厂生化池原菌种经过诱导驯化,分别培养了可以在稠油污水中生长的好氧菌种革兰氏阴性菌G-1和厌氧菌种革兰氏阴性菌G-2.以G-2和G-1对稠油污水进行顺序处理,可使其BOD5/CODCr达到0.26;采用SBR法对新疆稠油污水放大处理试验的结果：COD降至150 mg/L以下,各项指标达到GB8978-1998二级排放标准.     

HRT对厌氧氨氧化系统运行影响及失稳恢复策略

接种厌氧氨氧化颗粒、絮状混合污泥于SBR反应器中。通过调控pH值、温度等参数,实现厌氧氨氧化稳定运行,针对系统失稳现象采取合理策略使其快速恢复,并探究缩短水力停留时间(HRT)对功能菌胞外聚合物(EPS)和系统脱氮性能的影响,分析不同阶段污泥形态变化。结果表明:1～78 d平均出水NH~+_4-N,NO~-_2-N质量浓度仅为0.34,0.81 mg/L,总氮去除负荷(NRR)在0.25～0.33 (kg·N)/(m~3·d)之间,总氮去除率(NRE)稳定在94.5%以上,系统运行高效。并针对79～178 d系统运行出现的间断失稳现象,通过系统原位清洗、降低系统氮容积负荷(NLR)等策略,迅速恢复脱氮性能。在HRT缩短过程(179～222 d)中,功能菌EPS中蛋白质(PN)/多糖(PS)由197 d的1.35升至213 d的1.86,222 d达到2.08,有效促进污泥颗粒化。逐渐缩短HRT(12 h→8 h→6 h),当HRT值=6 h时,NRR平均值达到0.58 (kg·N)/(m~3·d),NRE均值维持在94.2%,脱氮性能保持稳定。     

基于改进粒子群算法和元胞自动机的城市扩张模拟——以南京为例

为合理利用多智能体算法解决城市扩张动态模拟问题,基于地理学理论和社会学规律对粒子群算法进行有针对性的改进,提出分段式粒子群算法(SPSO),并结合元胞自动机模拟复杂时空过程的能力,构建出适用于城市扩张模拟的地理元胞自动机SPSO-CA。在SPSO-CA中我们利用多时像的土地利用数据、交通路网数据和地形数据,挖掘出1995~2000年南京城市扩张的土地转换规则。再由此规则实现1995~2008年的南京市城市扩张过程的动态模拟。最后对比SPSO-CA、PSOCA及NULL模型结果得:SPSO-CA总精度86.3%,Kappa系数为0.792,Moran’s I为0.078,PSO-CA总精度83.6%,Kappa系数为0.755,Moran’s I为0.054,NULL模型总精度81.9%,Kappa系数为0.741,真实的Moran’s I为0.072。这表明无论是总精度还是空间一致性,SPSO-CA都优于PSO-CA和NULL模型,即用SPSO-CA模拟城市扩张是可行的。     

紫外与次氯酸钠消毒效果及影响因素研究

选取大肠埃希氏菌(Escherichia coli)为示踪菌种,研究了紫外消毒和次氯酸钠消毒的灭活效果(用对数灭活率来衡量),进行了实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)检测,同时考察了浊度、Fe3+浓度、有机物对紫外消毒的灭活效果影响,以及pH、氨氮浓度对次氯酸钠消毒的灭活效果影响。结果表明:(1)紫外消毒和次氯酸钠消毒对大肠埃希氏菌均有较好的灭活效果。紫外辐射剂量为15mJ/cm2时即可达到4.55的对数灭活率;次氯酸钠投加量为2.5mg/L,消毒时间30min即可100%灭活。(2)当紫外辐射剂量为15mJ/cm2时,浊度、Fe3+浓度增加或投加腐殖酸均可使紫外消毒的灭活效果变差。(3)pH升高或者氨氮浓度增大均会导致次氯酸钠消毒的灭活效果变差。     

自养型锰氧化菌的选育及除锰效果研究

自养型生物除锰滤池可以有效地去除地下水中的锰,为了获取接种该滤池的菌种并探究其除锰效果,利用改良的JFM培养基对曝气池中的活性污泥进行驯化培养,筛选出了除锰率在90%以上的高效自养型锰氧化菌。通过平板培养和革兰氏染色,得到3种不同的菌落且均为阴性菌,16S rDNA基因组测序发现5种不同的科属。菌液经过2个周期的传代培养,探究其除锰效果,最高除锰率达到了98%。     

SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能研究

根据EPA1311、HJ／T299—2007、HJ／T300—2007和HJ557—2009等国内外不同标准，研究了深圳某垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧飞灰的浸出毒性，探讨了六硫代胍基甲酸（sixthioguanidineacid，SGA）、二甲基二硫代氨基甲酸盐（sodiumdimethyldithiocarbamate，SDD）和Ca（OH）2浓度对垃圾焚烧飞灰中重金属的固定性能的影响。研究结果表明，随着浸提液pH的降低，该厂焚烧飞灰中大部分金属元素的浸出量增大，焚烧飞灰浸出液中的cd、Ni、Ph和zn浓度分别超过国家危险废物鉴别标准（GB5085．3—2007）规定值的4．75倍、1．47倍、6．72倍和2．20倍，属于危险废弃物，必须进行稳定化处理。当固化剂SGA加入量为0．1mol／kg时，稳定化后的重金属浸出浓度已经低于危险废物鉴别标准，且对Cd、Cr、Cu和Pb的固化性能优于SDD和Ca（OH）2；当固化剂SGA、SDD和Ca（OH）2加入量为0．5mol／kg时，稳定化后的焚烧飞灰重金属浸出浓度均低于国家危险废物鉴别标准（GB5085．3-2007）中的规定值。与SDD和Ca（OH）：相比，SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化处理更具有优势。     

丝状菌污泥膨胀及其致密过程中菌丝体演替规律

为了探索丝状菌的致密途径、解决丝状菌污泥膨胀的难题,从丝状菌的自身特点及外部条件出发研究了其在污泥膨胀及致密过程中菌丝体的演替规律。研究发现,致密生长的大絮体对丝状菌的种类是有选择性的,那些丝体较弯曲、丝体强度较大、贮存能力强的菌丝体更利于形成聚集态生长。另外,研究表明,不同种类丝状菌的生长势和存贮能力不同,对底物的利用上亦存在着竞争关系。实验中存在的几个菌种对PHB颗粒的存贮能力由高到低依次为:Nostocoida limicolaⅡ、Type 1851、Type 0701、Type 021N型菌体。     

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     

柴油降解菌的筛选、菌群构建及其对柴油和十五烷的降解机理

针对柴油污染土壤生物修复技术效率低的问题,通过构建高效降解菌群修复柴油污染的土壤,采用组合优化和正交实验构建最佳组合与接种比例的菌群,并研究其柴油降解特性。结果表明,通过筛选、鉴定并命名的4株柴油降解菌为Bacillus sp. VOC18-L1、 Enterococcus faecalis-L2、 Lysinibacillus-L3、 Rhodococcus equi-L4;当4株菌接种比例为3∶1∶3∶4,pH=7.0,30℃,转速150 r·min~(-1)时,柴油降解的效果最佳,14 d对7.0 mL·L~(-1)的柴油降解率达到89.0%。通过气相色谱质谱联用仪(GC-MS)检测柴油降解产物,发现该混合菌株能将柴油中的烷烃降解为短链烷烃,最终转化为小分子物质。同时利用KEGG数据库获得代谢丰度图并初步预测每种菌的功能,根据微生物多样性测试结果,进一步证明了混合菌对柴油完全降解的效果优于单种菌种。通过人工构建的微生物菌群可以有效地应用于柴油污染土壤的修复。