基于BP模型的大气污染预报方法的研究

BP模型是目前最为广泛应用的神经网络模型之一,它是一种简单而又非常有效的算法.笔者将BP网络模型引入到大气污染预报领域,并根据大气污染物含量与气象要素的关系建立了大气污染物含量的神经网络预报模型.计算结果表明,BP模型应用于大气污染预报具有较高的预测精度和良好的泛化能力,它为信息社会的城市空气污染预报工作提供了一种全新的思路和方法.      

基于决策树的统计预报模型在臭氧浓度时空分布预测中的应用研究

近地面层臭氧是光化学污染的主要污染物之一.臭氧污染不仅严重影响着空气质量并且危害人类健康与动、植物生长.本研究以徐州市为研究区,基于环境监测站连续监测数据分别采用分类回归树(CART)、随机森林(RF)和M5模型树方法建立臭氧浓度统计预报模型,选取1、4、7、10等4个月作为季度代表进行区域臭氧浓度预测的研究.以2015整年逐小时徐州市国控大气监测站实时监测的臭氧浓度(因变量)和气象因子数据(自变量)为训练样本建立臭氧浓度统计预报模型.模型验证结果表明,总体上3种决策树模型能够较好的预测臭氧浓度动态变化特征,月尺度上预测值与观测值相关系数均值为0.68,平均绝对误差和均方根误差均值分别为21.63μg·m~(-3)和27.42μg·m~(-3).在此基础上,基于站点观测所建立臭氧统计预报模型,以WRF模型模拟的气象场作为输入,预报区域网格化臭氧预报值,并发现臭氧浓度空间分布与站点观测特征总体一致性较好.经与观测值进行对比,结果表明两者相关系数均值为0.58,平均绝对误差及均方根误差分别为29.38μg·m~(-3)和37.15μg·m~(-3),预报准确率均高于75%.同时利用周步长观测值与预测值建立的多元线性集合预报回归方程对3种决策树模型的预报值进行修正,在一定程度上提高了预报值的精度.     

COD与BOD5相关关系模型的建立

从ＢＯＤ５与ＣＯＤ的构成及降解动力学出发，以ＣＯＤＮＢ／ＣＯＤ为一常数这一研究假设为基础，得到了ＢＯＤ５与ＣＯＤ的相关模型．应用南昌啤酒厂糖化工段废水的实测数据和数理统计方法对模型进行了检验，表明其具有实用性．从而可从ＣＯＤ值快速预报ＢＯＤ５值．此模型适用于所有城市污水．不同种废水，其斜率值不同     

污水厂出水COD预测模型的对比分析

根据污水厂日报表中的数据分别建立了ARMA、逐步回归分析、基于回归分析的神经网络模型和基于时间序列分析的神经网络模型,通过比较选择了基于时间序列分析的神经网络模型作为对污水厂出水COD的预测模型,其平均预测精度为85%,取得了满意的预测结果,有利于克服根据在线监测调整工艺参数的滞后性的缺陷,保证出水水质.     

基于量子加权最小门限单元网络的出水COD预测

出水化学需氧量（COD）的快速准确测量对于污水处理过程水质的动态调控至关重要。针对出水COD难以实时检测的问题,提出一种基于量子加权最小门限单元（QWMGU）神经网络的出水COD预测方法。先通过多维单步（滑动窗口）预测技术构建时间序列;然后在最小门限单元（MGU）遗忘门、候选状态与输出环节设计量子计算机制,通过更新量子相移门矩阵替代MGU权值矩阵的更新,赋予网络神经元量子特性,并给出QWMGU模型设计的具体规则与构建流程。应用该方法对德州市污水处理厂2020年出水COD进行预测,并与5种流行预测模型进行对比,以检验模型优越性。结果表明：QWMGU网络的相对预测误差优于其他方法,且稳定性较高,其均方根误差、确定系数、平均绝对误差分别为0.073、1、0.047。该模型有助于实现污水处理厂COD的高效在线检测。

     

基于活性污泥模型的污水COD组分划分方案研究

活性污泥数学模型(ASM)在污水处理厂的成功应用与进水组分的正确划分密切相关.从标准化和定量化的角度利用3个批式试验开发了COD组分划分方案及Matlab计算程序.该方案在上海2个污水处理厂的测定结果表明,曲阳污水厂进水COD中含有8.1%±1.6%的易生物降解组分SS、6.3%±2.2%的溶解性惰性组分SI、45.5%±3.5%的慢速生物降解组分XS、31.1%±2.1%的颗粒性惰性组分XI和9.0%±1.1%的异养菌组分XH.而白龙港污水厂进水COD中含有11.1%±2.2%的SS、9.9%±2.0%的SI、38.9%±10.7%的XS、23.3%±9.8%的XI和16.9%±1.8%的XH.与曲阳污水厂相比,白龙港污水厂进水COD中XS和XI含量偏低,而XH/COD值则明显偏高,表明长距离管道输送会显著影响COD组分浓度.     

辽河泥沙对COD测定值的影响及取样方法研究

研究辽河泥沙含量对 COD测定值的影响 ,提出科学合理的取样方法     

污水处理厂COD和氨氮总量削减的成本模型

对国内12个城市污水处理厂COD和氨氮总量削减所需单位成本的调研结果显示,根据污水处理量确定运行费用的传统方法不能直接反映污染物总量削减的成本.在处理能力范围内,COD和氨氮总量削减所需的单位电耗随着其去除负荷增加而降低,并逐渐趋向定值.因此本研究以COD和氨氮总量削减所需电耗为基础,建立了污水处理厂的运行成本模型,其影响因素包括进水和出水浓度、设计规模、水量负荷率等,根据该计算模型确定运行成本可以有效激励污水处理厂削减更多的COD和氨氮总量.     

东北地区土壤湿度的区域性预报模型研究

基于东北地区近30 a（1981-2010 年）土壤湿度观测资料,采用CAST聚类方法进行土壤湿度区划,对各区域土壤湿度的时空变化特征展开分析,建立土壤湿度的分区预报模型。结果表明：东北地区中部的土壤湿度在近30 a 内呈上升趋势,其余部分则呈下降趋势,但北部的下降趋势较小,西部下降趋势较大;各区域土壤湿度的显著影响因子有所差异,但都与前一旬的土壤湿度和降水量有较大的相关性;利用1981-2007 年的数据建立各区域的土壤湿度预报方程,利用2008-2010 年的数据对预报方程进行检验,土壤湿度的预报平均相对误差小于13.67%,预测值与观测值较为接近,基本可反映土壤湿度的实际变化情况。     

基于MODIS数据遥感反演呼伦湖水体COD浓度的研究

以呼伦湖为研究区域,采用回归分析方法遥感反演水体COD浓度并进行水体水质评价。分别选取2012年8月5日和2013年7月2日13个取样点的实测COD浓度值并结合同1天MODIS影像,建立了基于MODIS遥感影像的半经验回归模型并进行验证,COD浓度估算值与实测值相关系数R=0.75。反演结果较好,说明应用MODIS数据对呼伦湖水体COD浓度监测有较好的适用性。利用模型反演2013年5—10月呼伦湖水体COD浓度时间序列分布,结合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》基本项目标准限值(COD)讨论呼伦湖水质,认为呼伦湖水体属于Ⅴ类水体。     

生活污水处理中COD监测分析条件的控制

对生活污水中COD监测分析时,最关键的控制因素是提取的水样要具有代表性,即取样前应充分摇匀水样后立即取水样不少于50ml,因水样中存在悬浮物,还应对移液管的细孔口径适当加大,并修正刻度,在保证水样有充分代表性的前提下调整重铬酸钾的加入量和滴定液浓度来满足特殊水质样品的要求.     

啤酒行业废水COD分布及采样点位优化研究

啤酒行业是典型的以有机污染为主的食品加工业 ,废水中 COD含量较高 ,且其中悬浮性有机物质分布较不均匀 ,从而导致在同一时刻、不同点位采样而测定结果相差甚远的现象 ,本文通过采样点位优化实验确定具有空间代表性的采样点位 ,保证监测结果的真实、客观     

硅酸钙深度处理焦化废水中COD的试验研究

以硅酸钙作为吸附材料,研究了废水pH值、投加量及振荡时间对硅酸钙吸附性能的影响,结果表明:pH值为4,投加量为3.15g/100 mL,振荡时间为45 min时吸附达到平衡,硅酸钙对焦化废水生化出水中COD的去除率为46.3％;吸附等温线拟合结果表明,该吸附过程较符合Freundlich吸附等温式.     

生活污水处理中COD监测分析条件的控制

对生活污水中COD监测分析时，最关键的控制因素是提取的水样要具有代表性，即取样前应充分摇匀水样后立即取水样不少于50ml，因水样中存在悬浮物，还应对移液管的细孔口径适当加大，并修正刻度，在保证水样有充分代表性的前提下调整重铬酸钾的加入量和滴定液浓度来满足特殊水质样品的要求。     

酵母废水TOC与COD相关性研究

文章通过对酵母废水生化进出水中有机污染物的COD与TOC监测数据的相关性研究,建立了二者之间的线性回归方程COD=3.865TOC+1248.40(进水),COD=2.667TOC+449.66(出水),以及理论值范围方程,为污水中有机污染物的TOC监测代替COD监测提供了实践依据。     

基于批式呼吸计量法的溶解性COD组分划分

利用批式好氧呼吸计量法结合溶解性慢速水解COD(S_H)水解动力学拟合提出了溶解性COD(SCOD)的组分划分方案.上海2个污水处理厂进水的SCOD组分划分结果表明,A厂沉砂池出水(典型生活污水)的SCOD中含有43.5%～58.6% S_H、 21.8%～35.2%易生物降解COD(S_S)和15.4%～30.9%溶解性惰性COD(S_I); B厂沉砂池出水(长距离输送的合流制污水)SCOD中含有34.5%～45.2% S_H、 29.3%～37.7% S_S和25.6%～31.2% S_I. 9组不同水样的试验拟合结果表明,一级动力学能够很好地描述S_H的水解过程,A厂和B厂进水S_H的水解速率常数分别为28.00～39.77 d^-1和26.48～29.52 d^-1.该组分划分方案能够实现S_S积分区域的理论划分,并消除溶解性微生物产物对S_I测定的影响.     

双氧水对废水化学需氧量测定的影响

废水中双氧水的存在影响化学需氧量的测定，其浓度增大，影响愈明显。加氢氧化钠碱化，对废水中低浓度双氧水分解作用不大，不能使用溶液碱化的方法去除废水中低浓度的双氧水。     

膜生物反应器联合工艺处理合成制药废水的中试

采用混凝沉淀+砂滤+膜生物反应器+活性碳+臭氧工艺处理合成制药废水中COD中试研究。结果表明膜生物反应器出水的COD平均值为78.6mg/L,去除率为74.3%;最终出水的COD平均值为40.4mg/L,去除率为92.7%。