碳中和趋势下数学模拟在污水处理系统中的发展与综合应用

数学模拟技术在污水处理方面被广泛应用,为了系统总结相关技术,本文回顾了污水处理系统中数学模拟技术的发展历程;综述了活性污泥模型(ASM)与机器学习(ML)在水质预测及参数工况优化领域中的应用;重点探究了污水处理系统中温室气体排放模型,以及多目标优化模型在污水处理系统中温室气体排放(GHG)、出水质量(EQI)和运行成本(OCI)的权衡问题;归纳了数学模拟技术在实现污水厂能量自给与资源回收的应用发展.研究结果表明数学模拟技术能准确预测出水水质、快速优化工艺参数、权衡温室气体排放、出水水质与运行成本之间的关系、以及提高资源回收效率等.因此,数值模拟技术可有效指导污水处理工艺的运行优化以及管理,为污水处理行业减污降碳协同增效提供技术支撑.     

活性氢氧化铁处理含钒(Ⅴ)废水的研究

本文研究了钒(V)在活性氢氧化铁胶体上的吸附行为和机理。讨论了吸附与溶液pH,反应时间,温度,浓度的关系和干扰离子对吸附的影响。得出了吸附的基本模型以及钒在氢氧化铁胶体上的吸附最佳工艺条件。此外还研究了负钒氢氧化铁的解吸,得出了氢氧化铁在处理含钒(V)废水时能循环使用的结论。用实验所得最佳工艺条件,采用活性氢氧化铁胶体处理雾化钒渣的酸性铵盐沉钒废水和弱碱性铵盐沉钒废水,证明效果良好。     

活性氢氧化铁溶胶处理含铬废水的研究

本文研究Cr(Ⅵ)在活性Fe(OH)_3胶体上的吸附行为和机理,讨论了吸附与pH,温度、浓度的关系和干扰离子对吸附的影响。得出了吸附的基本模型,以及铬的解吸,负铬Fe(OH)_3的再生,得出Fe(OH)_3在处理含铬废水时能循环使用的结论。用Fe(OH)_3的实验所得最佳条件处理工厂排放含铬废水,证明效果良好。     

三维原子场全息作用矢量用于芳香类化合物的三维QSAR研究

采用新型的的三维原子场全息作用矢量(3D-HoVAIF)研究了200种芳香化合物的化学结构与其生物毒性的定量构效关系(QSAR).首先对芳香化合物进行了结构参数化表达,然后采用逐步回归(SMR)对变量进行筛选,建立了三维定量构效关系模型.其87个无氢键分子的模型和113个有氢键分子的模型的复相关系数和标准偏差分别为R2=0.801,SD=0.473和R2=0.929,SD=0.318.模型具有良好的稳定性和预测能力,证明了该三维原子场全息作用矢量在分子结构表征和生物毒性预测上的适用性.     

水力停留时间对MFC-A2/O工艺处理生活污水的影响

在10 L的A~2/O反应器中构建微生物燃料电池(MFC)系统,以厌氧段作为阳极室去除有机物,缺氧段作为阴极室去除硝酸盐.结果发现,30 d左右可以达到最大输出电流.系统启动后进入稳定期对水力停留时间(HRT)进行优化,结果表明,当HRT=16 h时可以获得最佳出水效果,此时MFC的出水COD、总氮浓度分别比对照A~2/O反应器低14.6%和10.1%,在100Ω外阻下的输出功率密度为612 m W·m~(-3);当HRT=12 h时,产电效果最好,最大输出功率密度可以达到808 m W·m~(-3).