一种兼顾水质目标和成本投入的流域减排措施优化方法

综合考虑断面水质及治污成本,构建流域治污减排措施优化模型,分析单位污染物去除成本与断面水质改善间的关系,并以承德市武烈河流域治污减排优化为例,绘制治污减排措施优化曲线,提出优化方案。结果表明,在达到流域水质要求的情况下,优化后,治污减排项目由34项缩减到22项,平均单位COD去除成本由1.44万元/t下降到0.65万元/t,同时实现了流域水质达标和降低投入成本的要求。     

松花江水质的多元统计分析

采用主成分分析法、因子分析法对松花江干流11个断面的水质监测数据按照不同水期进行分析,研究了各水质参数的相关性并对污染来源及不同水期内反映水质的重要参数进行了初步探讨.结果表明,水中可生物降解污染物对水体DO有一定的影响,水体温度是控制耗氧性污染物降解的主要因素.枯水期NH3-N与生活污水排放有重要关系,且在TN中占有较高比例.丰水期NH3-N与挥发酚相关性增加,这可能与汛期内煤化工类企业排放不达标有关;平水期,NH3-N与NO3-N相关性增加,可能平水期的污染来源及负荷与其他水期有差别.通过因子分析发现,在不同水期有不同的水质参数影响水质,枯水期大肠杆菌、TP是反映水质的重要参数;丰水期NH3-N、TP、石油类、pH为影响水质的主要水质参数;平水期DO、TN、电导率是反映松花江水质状况的重要水质参数,应当针对不同水期的污染负荷构成制定相应的污染防治方案.     

能量代谢动力学模型对污水处理参数优化

从本质上说,微生物的降解的过程就是微生物能量代谢的过程,从能量守恒原理出发,通过简化,导出了能量代谢动力学模型,从而从微观领域建立了能量参数与系统参数之间的联系,同时通过模型实验求解出其中的参数,找出微生物比增殖速率和基于ATP的能量比利用速率之间的关系,进而可以根据实际进水水质对系统参数进行计算,优化处理过程,用以确定和校正一些凭经验设计的关键参数。因此,能量代谢方程在理论上和实践上都具有重要的意义。     

扬州市城区地表水底泥重金属污染现状与风险评价

对扬州市城区地表水底泥进行等距离布点采样.分析cd、Cu、Pb、Zn 4种重金属的含量,并应用潜在生态危害指数法对重金属潜在生态风险进行了评价.结果表明:4种重金属的潜在生态风险由高到低的顺序为Cd>Pb>Cu>Zn,其中Cd的潜在生态风险程度已达很强;扬州市城区地表水底泥重金属潜在生态风险程度为强.各条河流底泥重金属潜在生态风险程度由强到弱顺序为古运河>二道河>宝带河>小秦淮河>新城河>水院池塘(对照);从空间上看,扬州市城区东部的地表水底泥重金属潜在生态风险程度高于西部,北部高于南部.     

城市污水处理中的工艺运行优化

由于实际进水水质与设计值有偏差,造成采用改良氧化沟工艺的邯郸市西污水处理厂的运行管理困难且费用较高。针对该厂的实际运行情况,探讨了曝气系统的DO、MLSS、泥龄等运行参数的控制问题,并对各参数进行分析、优化调整,最终使该工艺具有较好的脱氮除磷效果。     

未确知信息对河流型水源保护区划分的影响

基于未确知数学理论,考虑河流环境系统信息的未确知性,定义二维水质模型主要参数为未确知参数,建立未确知二维水质模型,递推计算出保护区划分的合理长度及对应的污染物浓度取值区间及可信度分布,并对未确知二维水质模型中各参数的影响做了比较分析。结果表明,利用未确知二维水质模型,以COD为污染物计算的晋江干流水源二级保护区水域长度为6 220m,该长度能在0.934 0的主观可信度上保证水质安全,而基于确定性水质模型,利用各参数均值计算的保护区长度5 350 m存在95.22%的水质超标风险率。未确知二维水质模型各参数影响分析表明,模型应用的未确知参数及各参数变异性对模型计算结果有较大关系,未确知参数考虑越多,保护区划分长度越长;参数变异系数越小,其对计算结果影响越小。     

响应面法优化光催化/臭氧氧化深度处理炼油废水

利用响应面方法(RSM)对光催化/臭氧氧化深度处理炼油废水工艺进行优化,考察了臭氧通量、光催化剂投加量、初始pH和反应时间对于处理效果的影响,提出采用该工艺的数学模型及优化后的工艺参数。结果表明,各影响因子对COD去除率影响顺序为反应时间>光催化剂投加量>初始pH>臭氧通量,方程的F值为11.54,相关系数为0.9537,调整相关系数为0.915,说明数学模型可以较好地模拟真实的反应曲面。优化得到最佳的工艺参数:臭氧通量1.05 L/min、光催化剂投加量0.33 g/L、初始pH 7.51、反应时间96.95 min,在该条件下,对COD去除率为97.88%,与预测值99.49%接近。采用95%处理水和5%新鲜水混合,水质达到了循环冷凝水的补充水水质指标要求。     

感潮平原中心城区河道近自然生态修复技术的应用

针对感潮平原中心城区河道存在往复流现象带来的水质波动、生态岸线差、生态系统稳定性不足等问题,开展以基于生物屏障技术耦合水生动植物生态系统构建为主的全面系统的近自然生态修复集成技术及示范研究。注重源头削减和末端综合治理,通过集成构建河道水质稳定技术、海绵设施生态岸线、优化水生态系统措施等技术体系,并选取上海市中心城区典型河道进行示范应用及效果跟踪。结果表明,修复后河道水质和感官效果得到了极大提升,化学需氧量(COD)、氨氮、总磷、浊度/悬浮物(SS)各均值较未处理河道水质均值分别降低约23%、41%、35%、51%/52%,5大类抗生素除了洁霉素、克林霉素和磺胺吡啶外均未检出,河道水质从在地表水IV类水质上下波动稳定达到IV类(总氮指标除外)。     

基于智能优化算法的河流水质模型参数的优化简

为探索河流水质模型参数新的求解方法,根据有限的实测数据,分别应用免疫进化优化算法和免疫进化优选的捕食搜索算法,对河流水质模型计算公式中的多参数进行优化。将优化得到的计算公式用于国内外若干河流的河段中DO浓度值的拟合,并与实测结果进行了比较。结果表明,将免疫进化优化算法或免疫进化优选的捕食搜索算法优化得到的水质模型参数精度不仅较高,而且相对稳定,从而为河流水质模型参数的优化提供了一种新方法。     

基于智能优化算法的河流水质模型参数的优化

为探索河流水质模型参数新的求解方法,根据有限的实测数据,分别应用免疫进化优化算法和免疫进化优选的捕食搜索算法,对河流水质模型计算公式中的多参数进行优化。将优化得到的计算公式用于国内外若干河流的河段中DO浓度值的拟合,并与实测结果进行了比较。结果表明,将免疫进化优化算法或免疫进化优选的捕食搜索算法优化得到的水质模型参数精度不仅较高,而且相对稳定,从而为河流水质模型参数的优化提供了一种新方法。     

中国工业水污染及其成因的de Bruyn模型分析

选取废水、挥发酚、氰化物、COD、石油类和氨氮为中国工业水污染指标,利用分解分析方法将2004—2010年间的污染变化分解为规模效应、结构效应、污染治理效应、清洁技术效应和广义技术效应。结果显示,这5类效应的平均作用强度分别为2.08%、3.04%、15.61%、17.37%和32.88%,其中规模效应和广义技术效应是影响工业水污染的主导效应。各类效应对不同污染物的作用方向并不完全一致,规模效应促进污染物排放量的增加;结构效应以加重污染为主,污染治理效应和清洁技术效应以减轻污染为主;广义技术效应的平均作用强度和负向作用概率均最大,是现阶段中国工业水污染控制最为有效的手段。     

合流制排水系统截流倍数优选

合流制排水系统截流倍数的选择对截流改造工程的环境效益、管网及污水厂建设投资和运行成本均起着决定性的作用.以巢湖市旧城区排水系统为例,利用改进型雨水管理模型(SWMM),通过单位投资最大环境效益的截流倍数优选方法,确定最优的截流倍数.研究结果表明,以最大单位投资环境效益为优化目标,得到最佳截流倍数为4.0,COD、TN和TP的去除比分别为11.7%、1.2%和13.7%.此外,在截流倍数取4.0时,截流式合流制系统全年溢入环城河的污染物总量已小于分流制雨水管道直接排入环城河的污染物量,达到合流制排水系统分流化的效果.     

IC厌氧反应器新型布水系统

IC厌氧反应器是新一代污水处理的高效反应器,设计的关键是如何使罐体内形成均匀稳定的内循环流动,其性能受控于布水器的布水结构、布孔方式、进水流速等。现有布水器结构复杂,加工难度较大,成本较高,同时还存在排泥死角问题。针对该情况,对IC厌氧反应器的布水结构进行优化设计,并在对反应器内气-液-固三相流流场进行大量三维非稳定流数值分析的基础上,确定适宜的上升流速及布水器进水口尺寸,并加工组装实体模型进行模型实验验证,结果表明优化的布水器结构有效可行。     

深圳笔架山水厂优化节水的实验研究

针对目前我国城镇需水量大、原水费用高的问题,大多数水厂通过降低自用水量的方式节约水资源。经过在笔架山水厂进行的生产性实验,优化耗水工艺的运行条件,挖潜了该水厂的节水空间,自用水量降低。优化后,全处理系统可节约水资源76.83万m3/a,耗水率由原来的2.08%下降到1.49%,同时水厂的经济效益也得到了显著提高,优化后可在原来的基础上节约运行成本近60万元/a。     

不确定性水质模型及其研究进展

水环境是一个充满不确定性因素的复杂巨系统,研究这些不确定性的变化有利于提高人们对水环境分析的认识和做出更切合实际的决策.详细、清晰地评述了不确定性水质模型研究的必要性、研究的方法和国内外研究进展等,并针对此类模型研究与应用过程中普遍存在的一些问题、主要表现和成因进行了分析与论述,最后结合目前的研究热点指出了今后不确定性水质模型发展的3个重要方向.     

模拟优化模型在地下水监测布井中的应用

以北京市某农田用地地下水监测井为研究对象,基于农田水文地质参数建立了地下水多目标模拟优化模型。结合Monte Carlo分析法分析了地下水水流模型和溶质运移模型参数的不确定性,并求解了单口监测井的影响半径,最后借助NSGA-Ⅱ算法建立了两个目标函数之间的权衡关系。模型求解结果表明,监测系统可靠性目标最大为76.8%,对应的监测井数量最小为3口;当扩大污染羽的控制边界时,可以建立4口监测井。研究结果表明,模拟优化模型可以用于地下水监测井布井优化当中,建立两个目标函数之间合理的权衡关系,确定监测井的数量和位置,保证监测系统的可靠性。     

饮用水质安全保障的研究与技术发展趋势:Ⅰ.污染风险源及控制目标

水源污染与水质标准提高之间的矛盾、传统污染物与新型污染物并存的客观现实、突发性污染事件频发的状况,为当今构建适应我国国情的饮用水质安全保障技术体系提出了更高的要求。另一方面,污染物在水的循环系统中发生复杂的循环累积与转移转化过程,在处理与输配过程中发生复杂的形态结构转化过程,各种污染物及其中间产物在复杂介质界面体系下的复合毒性效应,对饮用水质安全风险综合控制提出了严峻的挑战。我国应围绕水质污染控制、水质达标、水质健康风险控制等综合目标开展战略性、基础性与创新性研究,为我国饮用水质安全保障与风险控制构建高效、经济、可行的支撑技术系统。     

西北干旱缺水城市污水再生利用系统决策优化

污水资源化作为解决城市发展过程中水资源紧缺问题的重要手段,对其推广策略进行研究具有重要的指导意义。考虑到水资源系统与社会经济系统之间的复杂联系,建立了综合考虑各方面因素的“社会-经济-水资源-环境”模型,将不同污水资源化策略作为模拟模型的重要输入变量。并选择西北干旱缺水地区的典型城市西安市进行实证研究,发现在预设的6种污水资源化方案中,采用近期（2013-2020年）增长率较高,远期（2021-2030年）增长率较低方案所取得社会、经济、水环境、水资源以及设施建设投资5个方面的综合效果最为良好。     

变权组合模型在景观水体水质模拟中的应用

针对景观水体的水质模拟与预测问题,在BP神经网络和支持向量机模型的基础上,建立了权重随输入量变化的变权组合模型。该模型既能充分利用各个单一模型的优点,又能避免固定权重分配的弊端。经实例验证,与单一的BP神经网络和支持向量机模型相比,变权组合模型拟合精度更高,预测结果更为准确。