垃圾填埋场有机污染物的生物降解机理

概述了垃圾填埋场中微生物的作用特性，微生物对有机污染物的降解及其影响因素，介绍了有机污染物降解的两种生化动力学模型：“速度指数模型”和“双曲线速度模型”，以及垃圾降解的动力学方程。     

UV/H2O2氧化微囊藻毒素-LR的动力学模型

介绍了一种UV/H2O2光氧化体系降解微囊藻毒素MC-LR的动力学模型.根据UV光分解、H2O2和·OH氧化MC-LR的反应以及稳态近似法,导出了MC-LR降解的动力学方程.解释了体系中H2O2、HO-2、CO23-、HCO-3等对降解MC-LR动力学的影响.实验结果表明,在一定的光强和H2O2浓度情况下,由于反应产生的CO23-、HCO-3和HO-2等离子的影响,UV/H2O2光氧化MC-LR的过程只能近似用准一级动力学方程描述.     

生物膜填料塔净化低浓度甲醛废气的动力学模型研究

通过实验及动力学理论分析,对生物膜填料塔系统净化低质量浓度甲醛废气的适用动力学模型进行了研究.生物膜生化反应动力学分析显示,甲醛废气的生物净化有与其他挥发性有机废气(VOCs)不同的生化反应动力学特征,其反应类型判别准数M值远小于1(M=0.004(《)1.0),即生物膜中甲醛的生化反应速率远远小于其在液膜中的扩散速率,为慢速生化降解反应.针对净化低质量浓度甲醛废气的生物膜填料塔实验系统的研究表明,应用"吸收-生物膜"理论模型得到的甲醛净化效率、甲醛生化去除量和出口气体甲醛质量浓度的计算值与实验值之间的相关系数R分别到达了0.87、0.96和0.89,具有很好的相关性;而"吸附-生物膜"理论模型对应的相关系数R分别仅为0.64、0.84和0.64.与"吸附-生物膜"理论模型相比,"吸收-生物膜"理论模型描述甲醛废气生物净化过程具有良好的适用性,研究结果对生物法废气净化技术的相关基础理论研究和工程应用研究具有重要的参考价值.     

非稳态微生物污染物在建筑群内迁移的数值模拟

随着城市化进程的加快和城市中心人口密度的激增,微生物污染问题成为人们关注的热点.本文利用病毒群体动力学演化模型研究非稳态微生物污染的产生过程,并将模型结果作为非稳态污染源的源强引入污染物对流扩散方程.假设没有继发性感染,研究致病性微生物污染源对建筑群环境的影响,得到了建筑群表面及周围污染物浓度随时间的变化规律.假定致病感染浓度,得到了微生物污染源的影响范围,这为控制污染物扩散和建立致病微生物污染预警系统提供了理论指导.     

4种微生物吸附剂对低质量浓度Cr(Ⅲ)的吸附性能研究

从皮革铬鞣、复鞣污泥等处分离、纯化出4株吸附Cr3+菌株TP、XB、MY和TQ,采用ASS和FTIR等方法研究了其对低质量浓度Cr3+的吸附特性.结果表明,4种微生物吸附剂对低质量浓度Cr3+有较好的吸附作用,在实验室条件下其对Cr3+的最佳吸附条件是pH值4.0,投加量0.5 g/L,吸附温度30℃;TP、XB、MY和TQ的最大吸附量分别是8.66 mg/g、11.65 mg/g、11.05 mg/g和10.22 mg/g.碱处理有助于提高微生物吸附的吸附量,经过0.3 mol/L NaOH预处理后,其吸附量分别提高了17.86％ ～ 38.96％.吸附等温曲线拟合研究表明,吸附剂TP、MY和TQ更符合Langmuir等温方程,XB更符合Temkin等温方程;用Dubimim-Radushkevich (D-R)等温曲线方程拟合发现,TP、XB.和TQ吸附过程属于离子交换吸附.吸附动力学研究表明,4种吸附剂对Cr3+的吸附过程符合拟二级动力学模型;颗粒内扩散模型拟合表明,该过程主要分为吸附剂外表面吸附、细孔内缓慢吸附和平衡吸附3个阶段.     

壳聚糖对污染土壤中吸附态Pb(Ⅱ)的吸附行为研究

研究了壳聚糖作为萃取剂对污染土壤中Pb2+的吸附行为,考察了,溶液pH值、吸附时间和壳聚糖质量浓度对吸附行为的影响,分别用langmuir、Freundlich吸附热力学模型和Lagergren一级、HO YS二级、Elovich方程和粒子内部扩散吸附动力学模型对吸附热力学和动力学进行分析.结果表明:当pH=5、温度为45℃时提取率达到最大,提取率为46.3%;吸附过程中吸热,吸附自发进行;吸附过程在热力学方面符合Freundlich方程.相关系数为0.998 7,在动力学方面符合Lagergren一级吸附动力学模型,相关系数为0.991 2.     

生物滴滤法间接催化氧化脱除H2S气体动力学模型

研究生物滴滤法间接催化氧化脱除H2S气体的动力学特性.基于吸收反应的双膜理论和生物膜理论,可以将H2S的脱除过程视为传质与氧化吸收的串联过程,而该过程又与Fe2+在生物膜内的传质及生化反应过程存在并联关系.通过分析得出液膜内H2S浓度分布模型及生物膜内Fe2+浓度分布简化数学模型.本研究得到的H2S去除率模型可为生物滴滤法的工艺设计和应用提供理论依据.     

青藏高原SBR工艺动力学分析

提出SBR工艺在充水期、反应期底物降解的动力学方程,并将动力学方程应用于青藏高原处理啤酒废水的SBR工艺中。求出的动力学参数值与工程实际运行能很好地吻合,表明建立的动力学模型的正确性和有效性,同时证明该工程采用的适合青藏高原气候环境特点的强化措施是必要的、可行的。     

杂色云芝漆酶和发酵液降解对苯二酚研究

测定和分析了杂色云芝漆酶和杂色云芝发酵液对对苯二酚的降解反应.通过对不同底物质量浓度下杂色云芝漆酶酶学反应动力学特征分析,求得漆酶Lac A对对苯二酚的酶反应动力学方程V=1.52Cs/(16.55 Cs)和底物抑制反应速率方程γs=1.02/(1 12.86/Cs Cs/137.17).发酵液对对苯二酚的降解反应进程符合一级反应动力学方程lnC=-kt 6,发酵液对对苯二酚的降解反应动力学基本符合Michelis-Menten酶学反应动力学方程Vf=1.77Cs/(3.63 Cs),研究表明Lac A与发酵液对对苯二酚的酶学反应动力学具有较大的相似性,也存在着底物抑制现象,其底物抑制的动力学方程为γs'=1.40/(1 5.75/Cs Cs/278.26).比较漆酶纯酶Lac A和发酵液对对苯二酚反应的Km和Vmax数值,发现杂色云芝发酵液Km较小而Vmax数值较大,说明发酵液较漆酶纯酶具有更高的底物亲和力和催化效率.     

DME简化反应模型及其在HCCI燃烧分析中的应用研究

提出了一个可应用于HCCI发动机工作过程研究的DME化学反应动力学简化模型,该模型由28种组分、38个基元反应组成,包括3个子模型,即低温反应和负温度系数区子模型、高温裂解和高温氧化子模型以及甲酸生成过程子模型.通过算例对比分析,该DME简化模型能正确揭示DME燃烧过程主要生成物组分的变化规律,能准确计算DME燃烧过程低温和高温阶段的放热特征时刻,其计算结果与详细机理计算结果吻合.相对于详细机理,简化模型节省了计算时间,为实现化学反应动力学与CFD多维模型耦合的燃烧计算提供了一个可行而有效的途径.     

基于结构方程模型的认知性VDT作业过程解析*

为实现通过过程控制和管理提高认知性视觉显示终端（VDT）作业人员可靠性和绩效的目标,应用结构方程模型（SEM）研究作业过程表征方法。构建认知性VDT作业的信息加工过程模型,抽取13个基本认知动素（CT）,提出CT概念结构模型假设,设计外显指标测试题项,运用问卷调查样本数据构建结构方程和测量方程;对测量数据与结构方程模型的拟合度进行分析,并训练BP神经网络模式识别模型对作业过程进行还原检验。结果表明:认知性VDT作业过程模型有效,元认知控制其他12个CT的结构关系成立,认知性VDT作业过程可由包括元认知在内的13个基本CT解析。     

基于自记忆模型的煤与瓦斯突出电磁辐射预测研究

利用实验测定的电磁辐射信号时间序列,用双向差分原理反导出一个非线性常微分方程;以其为微分动力核,运用动力系统数据机理自记忆模式构造自记忆方程并求出自记忆系数;利用该方程预测未来电磁辐射信号的变化,并与现场测定对比分析,用误差分析和距平分析法验证该模型正确性和预测准确率。实例表明:该自记忆模型预测与实测结果是一致的,相对误差均在6.7852%左右,距平符合率为90%;自记忆方法能有效应用于煤与瓦斯突出电磁辐射动态预测中;该模型与电磁辐射预测方法的有机结合能有效地提高预测准确性,从而为煤与瓦斯突出电磁辐射预测技术提供了一种新的研究途径。     

采空区遗煤自燃升温过程的数值模型及其应用

基于漏风渗流方程、氧浓度渗流-扩散-消耗方程和传热方程,建立了采空区自然发火非定常数值模型,并用迎风格式的有限元方法联立求解.结合实例,从理论上描绘了采空区漏风渗流、氧浓度分布和温度分布,以及它们随时间的加速变化过程,同时给出自燃的附产物CO的分布情况,重点给出了遗煤的自燃耗氧与升温的量化关系.结果表明,通常情况下采空区高温区偏在入风一侧,边界漏风对高温区有一定影响.与传统的采空区冷却带、自燃带和窒息带的三带划分相比,该模型能对自然发火问题给出更准确的解.模拟的自燃升温是加速的过程,同基于实验分析和实际观测得到的规律基本一致.     

建筑火灾中轰燃现象的突变分析

建筑火灾中轰燃现象是一种典型的突变过程。本文利用数学方法推导出轰燃的突变动力学，首先给出基于能量平衡方程的轰燃模型并构建其突变簇方程，然后讨论系统控制因子和实际工况之间的关系。结果发现建筑火灾中轰燃现象的突变形式是燕尾突变。     

采空区开区注氮灭火温度场冷却过程的数值模拟

为研究开区注氮条件下,采空区遗煤自燃被抑制和熄灭作用复杂力学过程(原理),由非均质多孔介质中的渗流连续性方程、气体弥散方程和综合传热方程的联立,建立了注氮采空区煤自燃的非定常数值模型。结合实例,用迎风格式有限元方法求解。计算在不同情况下采空区自燃高温点熄灭过程,以图形方式给出了采空区的漏风流态、氮气流态,描绘灭火降温过程中,采空区氧、CO和温度分布的动态变化过程。提出了对自燃早期火灾施行开区注氮灭火的方法和适用的判定准则。理论计算得到开区注氮灭火分为两个阶段过程,即原火源熄灭和新自燃氧化区形成并自燃。指出实施开区注氮灭火应准确把握注氮时机和防止新自燃氧化区形成的工作面开采推进时机;并配合降低漏风措施条件下进行注氮。     

UV/Fenton氧化法预处理甲醛废水的试验研究

采用UV/Fenton氧化法对某树脂厂甲醛废水进行预处理,通过单因素试验和正交试验探讨了H2O2和Fe2+投加量、反应时间及pH值等因素对废水COD和HCHO去除率的影响。综合考虑经济性和去除效果,确定了最佳反应条件:H2O2投量为10 g/L,Fe2+投量为1.2 g/L,反应时间50 min,原水pH值8.23。在此条件下,COD和HCHO的去除率可分别达到48.18%和99.74%,反应符合一级反应动力学。废水可生化性(BOD5/COD)从初始的0.25提高到0.43,为废水的后续生化处理创造了条件。     

高精度格式在河道水温模拟中的应用

水温是水环境质量评价的一项基本因素,准确的水温预测是许多水质模型的基础.水温变化过程可用对流扩散方程来描述,其模拟精度直接关系到水温模型的精度.结合交错网格,将高精度HAUC2格式应用到河道水温预测中,建立了一维河道水温模型,最后将模型应用于汉江皇庄--仙桃河段水温纵向输移扩散模拟中,取得良好的效果.     

胶囊粘液封孔器在测定煤层高瓦斯 压力时失效成因分析

针对采用胶囊粘液封孔器在测定煤层高瓦斯压力过程中,容易出现胶囊被顶出或密封失效等情况,根据多次实践经验,建立了封孔器与瓦斯室、岩石孔壁间整个密封系统的力学平衡方程,分析了胶囊被顶出的原因;通过假设建立了高压瓦斯气体侵入微孔隙模型,给出了泄漏气体侵入时的流量微分方程,并从能量角度分析了气体侵入和逸出微孔隙过程;建立了封孔系统内高压瓦斯在粘液中的扩散、溶解、析出物理模型,从理论上分析这种装置密封高压气体失效机制。通过多次对比现场实验,给出了采用该装置测压时的安全可信值范围,当煤层瓦斯压力超过3MPa时,最好采用传统封孔工艺进行测定。     

煤吸附氧的过程特性研究

分析了煤吸附氧的动态变化过程并将其划分为活性吸附阶段、变能级吸附阶段和趋势化吸附阶段 ;测试了不同变质程度典型煤样的吸氧过程曲线 ,得出了滞后时间和斜率常数是煤表面位置能分布及空隙结构特性的表征量。分别由吸附动力学理论及煤氧吸附过程曲线推导了煤吸氧速度方程 ,建立了煤吸氧过程特性的数学描述模型 ,得出了煤的吸附活化能与覆盖度之间存在着对数关系。特别指出吸氧速度是煤表面与氧结合性质的度量因子 ,在一定程度上量化了煤的自燃活化性能。     

烟气羽流时空混沌行为的耦合映象格子模型研究

为研究烟气羽流的时空混沌行为,本文从烟气羽流的N-S动量方程出发,根据浮力羽流的半经验公式,对方程中相应的项进行替代、化简,然后无量纲化,得到了以烟气羽流的动量通量m为系统状态矢量的单向耦合映象格子模型.计算了不同参数变化时,耦合周期窗口的时空行为发展,并且进行了李雅普诺夫指数λ计算.分析表明,开放系统中的烟气羽流会出现形态的多重性,包括时空混沌行为.这是由于烟气羽流系统内各种非线性作用的相互影响,也就是方程粘性项、浮力项和惯性项作用强弱对比的变化,以及系统行为发展的不可逆性所导致.