岩溶地区高速公路路桥基下伏溶洞顶板力学简化计算模型研究

溶洞顶板力学简化计算模型是溶洞顶板稳定性分析与评价的基础,对岩溶地区高速公路路桥基稳定性判断具有重要的工程实际意义。根据岩溶地区高速公路路桥基下伏溶洞顶板实际受力特点,视均布荷载及中部集中力为路基与桥基下伏溶洞顶板所受上部压力,将溶洞顶板简化为两种荷载作用下的3类简单梁结构模型,即简支梁模型、两端固定梁模型和悬臂梁模型,并基于材料力学理论引入奇异函数的初参数法,推导出6个溶洞顶板力学简化计算模型的挠曲线方程。以广东韶关丹霞高速公路互通区路桥基下伏溶洞为例,利用推导出的挠曲线方程计算出对应简化计算模型的挠度分布,并与有限元数值模拟结果进行对比分析,结果发现:两端固定梁模型的挠度分布曲线与有限元数值模拟的结果最为接近,实际工程中宜采用两端固定梁模型作为路桥基下伏溶洞顶板稳定性评价的基础。     

膜生物反应器简化模型的数值模拟及非线性动力学参数分析

通过简化传统的ASM1污泥活性模型提取出污泥和污水中底物的非线性动力学作用关系,建立一个适用于膜生物反应器的简化二维数学模型。通过修正原模型参数,该模型能和实验数据吻合良好,证明了该模型的有效性。在此基础上从非线性动力学的角度对数学模型进行有界性和稳定性的验证和分析,从理论的角度提出了模型参数选取的范围。     

关于MBR活性污泥模型在污水处理中的应用

本文通过对ASMI模型的简化和改进,构建了MBR活性污泥简化模型,并结合相关污水处理厂实例进行验证分析。结果表明改进后的MBR模型能够比较真实的模拟实际污泥状况,具有一定的实际应用价值,对今后污水厂的运行管理具有一定的指导意义,值得深入研究并推广应用。     

生物质分类表征蔬菜废物好氧降解模型中试检验

为发展可支持生产性堆肥设施控制的有机废物好氧降解模型,对生物质分类蔬菜废物好氧降解速率模型(即:六因子的生物质分类一级降解动力学模型Mt=M0e-kt),以及通过主因子分析法(PCA)和生物质组分归类2种方法简化得到的二因子和三因子模型,利用太湖农村生活垃圾现场堆肥中试的一次发酵试验结果,进行了模拟检验.结果表明,生物质分类表征蔬菜废物好氧降解模型能有效地模拟中试的实际降解率,模拟与实测值的pearson相关系数r＞0.966(p＜0.001);且模拟效果基本不受原料生物质组成与堆肥工况控制条件的影响.而简化模型的模拟效果明显劣于六因子模型,这可能源于各类生物质好氧降解受温度影响的机制不同,组分的动力学参数难以合并简化.     

简化活性污泥数学模型的优化

为了从控制运行的角度促进简化数学模型的应用，必须借助其它优化手段进一步提高预测精度。本文主要介绍了应用于简化数学模型的扩展卡尔曼滤波、神经网络和误差反馈系统三种优化方法以及优化后的验证结果。从验证结果来看，优化的ROM模型与ASMl模型的定性变化行为相似，基于神经网络的复合模型对PO4^3-和NOx^-的预测结果非常准确，误差反馈的优化系统模拟性能良好。     

基于检验测试的安全仪表系统安全评价Markov简化模型

Markov模型是研究安全仪表系统(Safety instrumented system, SIS)安全性的重要模型之一,但随着SIS运行特性日益复杂,其状态数量呈指数性增长,导致计算量剧增。考虑SIS运行阶段检验测试的特性,通过计算状态间转换率、确定主导状态、合并相似状态、引入修正因子补偿计算偏差等方法对Markov模型进行了简化,提出了一种系统的基于检验测试的要求时危险失效平均概率(PFD_(avg))的Markov简化计算模型,适用于低要求运行模式下同构冗余架构系统的SIS,该模型保留了Markov原始模型的主要特性,验证结果表明:在安全参数置信区间内,该模型的计算复杂度显著降低,结果误差在5%内,不会影响决策。     

硫酸生产中SO2测定数据处理

为在硫酸生产中快速准确分析SO2含量,根据有关公式／模型的推算,将SO2分析公式简化为余气体积、余气温度等因素。     

厌氧反应器系统动力学模型构建方法学研究

以系统动力学的基本概念、方法为基础提出了存在于变量之间的3种基本关系模式,并在此基础上提出针对复杂系统的分块建模理论.将以葡萄糖为进水基质的厌氧反应器划分为3个子系统.确定了该系统的系统结构图,在此基础上构建厌氧消化系统的SD模型.根据分块建模的优势及特点,对模型中的3个子系统采用不同的计算方式,通过对比模拟结果表明,SD模型静态模拟结果与实验数据、传统结构模型模拟结果之间的误差<10%,动态模拟结果与实际趋势一致,说明SD模型的模拟结果是可信的.根据其特性,对取消物化子系统的简化模犁的模拟结果进行分析,表明根据不同的研究目的,选择合适的模型结构是必要的,采用系统动力学的分块建模方法有利于模型的简化与升级、减少计算量、提高模型的计算速度.     

三峡库区EFDC模型集成与应用

为满足三峡库区大尺度的水质预测需求,降低专业水质模型使用门槛,实现模型业务化运行,采用涵盖"模型封装-接口服务-系统集成"全过程的模型封装集成技术方法,开展了EFDC模型集成研究,并在三峡库区水质安全评估与预警系统中进行验证和应用.结果表明:①基于实例化模型建立的模型预置参数库,是模型业务化运行中参数简化的前提,可有效解决模型本地驯化及模型实例的基础数据复用问题;②依据参数识别结果,将模型参数识别为"必调参数、可调参数、默认参数"三类,并采用B/S架构对输入文件、输出文件和主控文件中的不同参数进行分类封装,达到参数简化目的;③采用半紧密型方式建立的基于Web services的EFDC模型集成接口服务及标准,可为信息系统提供通用的EFDC模型计算服务;④该方法在EFDC模型与三峡库区水质安全评估与预警系统集成中得到验证,实现了全库区干流及主要支流COD_Cr、总磷、总氮等污染因子的长时间序列水动力水质预测联机在线运算,满足了用户在水质影响预测预警中低修改量、高运算效率和良好用户体验等需求,实现了模型的业务化运行.      

最优环境工程方案遴选模型的建立与应用

根据层次分析法的原理,建立了遴选最优环境工程方案的层次结构模型。模型兼顾了效益与投资,不仅简化了专家或决策者的判断难度,而且判断结果直观,各方案的优劣对比清晰。给合某啤酒废水治理工程项目,介绍了层次分析模型应用于工程方案遴选中的计算过程。结果表明,应用此模型对环境工程方案进行优选比较科学、简便。     

活性污泥系统生物场-水力场-温度场耦合模型(FCASM3-Hydro-Temp)Ⅰ:模型建立

由活性污泥系统内生物场、水力场和温度场之同相互影响关系分析以及活性污泥系统多场耦合模型研究现状可知,当前亟需建立既能准确反映活性污泥系统污染物质去除过程.同时又充分考虑水力及温度作用的多场耦合模型,基于活性污泥系统内生物场、水力场和温度场之间相互影响关系的研究,以全耦合活性污泥模型(FCASM3)为新平台,采用一维对流-弥散方程的形式建立了活性污泥系统生物场-水力场-温度场耦合模型(FCASM3-Hydro-Temp),该模型充分考虑了生物场、水力场和温度场三者之间的相互作用.     

三槽式切换氧化沟运行工况数学模式及应用

三槽式切换氧化沟运行工况呈周期性的变化。根据理论分析，建立了各槽活性污泥浓度变化及相互关系的数学模式，并进行了验证。同时就数字模式在周期程序设置及排泥方式选择时的应用做了说明。     

活性污泥数学模型在污水处理中的研究进展

综述了活性污泥数学模型研究和发展过程。着重介绍了目前城市污水处理过程中运用的几种有代表性的模型的特点及国内外模型的研究和应用现状．提出其发展方向。     

厌氧与缺氧污泥对17β-雌二醇吸附性能的研究

雌二醇浓度为500～10 000　ng/L,采用活性污泥灭活吸附,考察了吸附平衡时间和pH值对吸附的影响.在10、20、30℃不同温度下建立了Freundlich吸附等温线,并计算了分配系数K_d.结果表明,厌氧与缺氧失活污泥对雌二醇的吸附都在30 min以内达到平衡;pH值在6～9范围内对吸附没有影响,pH大于9时随着pH值增加吸附量减少;两者在不同温度下对雌二醇的吸附都符合Freundlich吸附,都呈线性吸附,分配系数随温度升高而降低,厌氧失活污泥的分配系数K_d为629.2(10℃)＞534.9(20℃)＞405.6(30℃),缺氧失活污泥的分配系数K_d为601.2(10℃)＞491.3(20℃)＞360.1(30℃).另外,研究了厌氧与缺氧活性污泥的吸附等温线与分配系数,厌氧活性污泥的K_d大于缺氧活性污泥.厌氧(缺氧)活性污泥与灭活污泥对雌二醇的吸附未出现明显差别,厌氧污泥的吸附性能强于缺氧污泥.     

胞外聚合物对活性污泥吸附去除全氟辛烷磺酸（PFOS）的影响

采用活性污泥和去除胞外聚合物(EPS)污泥作为吸附剂,探讨污泥吸附PFOS的机制和EPS在吸附过程中的作用.结果表明,活性污泥和去除EPS污泥吸附PFOS均符合准二级动力学方程,平衡吸附量(q_e)分别为0.46 mg·g~(-1)和0.38 mg·g~(-1),化学吸附占主要作用.吸附等温线可以用Freundlich、Langmuir及Temkin方程拟合.Ca~(2+)和Cu~(2+)通过离子架桥作用促进PFOS在污泥上的吸附.活性污泥吸附去除PFOS的效果明显优于去除EPS后的污泥.傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线光电发射光谱(XPS)分析吸附前后的污泥官能团变化,发现去除了EPS的污泥中羟基、羧基和氨基活性基团减少,而这些基团是PFOS吸附过程中参与反应的主要成分.由此可见污泥EPS中蛋白质含有的羧基和氨基活性基团为PFOS提供了吸附反应位点,EPS在吸附过程中起到至关重要的作用.     

活性污泥系统动力学模拟方法的综合分析

活性污泥法的应用现状和污水中氮磷排放标准的日益严格，使得传统数学模型已满足不了目前的要求，需要对活性污泥系统复杂的动力学规律进行有效模拟。文章在综合分析活性污泥动态模型国内外研究现状的基础上，介绍了3种占主流地位的模型：活性污泥数学模型、神经网络模型和混合模型。这3种模型在污水处理的设计、运行控制和工艺优化等方面各有其独到之处。     

生活污水典型有机污染物与ASMs模型水质特性参数相关性研究

研究了生活污水中典型有机污染物糖类、蛋白质、油脂以及直链烷基苯磺酸钠（LAS）对生活污水中COD的贡献率,采用硝酸盐利用速率法（NUR）测定了活性污泥数学模型（ASMs）中的有机水质特性参数,分析了单一糖类、蛋白质、油脂、LAS对有机水质特性参数的影响,并给出了生活污水中这4种有机污染物与ASMs有机水质特性参数S_S、X_S、S_I、X_I的相关关系.结果表明,反硝化条件下异养菌产率系数为0.683;蛋白质、糖类、油脂和LAS分别占COD的24%～35%、 17%～35%、 5.78%～10.56%和 3.77%～7.23%,是污水中COD的主要化学组成成分;该污水中的快速生物降解物质占总COD的22%～29%,慢速可生物降解物质占29%～38%;生活污水中糖类、蛋白质、油脂、LAS这4种典型有机物的浓度与ASMs的水质特性参数S_S、X_S、S_I、X_I的相关性较好,相关系数>0.9.     

融合菌-活性污泥联合曝气吸附处理重金属铬

研究了融合菌RHJ-004与活性污泥联合曝气处理含铬废水的生物吸附性能。结果表明,融合菌RHJ-004与活性污泥联合曝气对铬具有良好的处理效果,投加10g/L菌体、6g/L污泥,处理50mg/L的铬液,还原率可达83.26%,去除率达72.04%。该吸附剂对处理酸性含铬废水具有很大的潜力,在pH=1￣5时,还原率均>80%,去除率均>70%;溶解氧是影响该吸附过程的一个重要参数,当DO=2￣4mg/L时,生物吸附效果较好,还原率达到75%以上,去除率也超过65%;融合菌RHJ-004与活性污泥对六价铬的联合吸附可用Langmuir模型和Freundlich模型描述,但Freundlich模型的拟合效果更好。