UASB启动运行特征及互营丙酸氧化菌定量分析

为揭示升流式厌氧污泥床（UASB）反应器启动运行效能与互营丙酸降解菌群数量之间的关系,以稀释的玉米淀粉生产废水为底物,考察了UASB启动期的运行特征,并采用实时荧光定量PCR技术（qPCR）分析了互营丙酸降解菌群（丙酸氧化菌和产甲烷菌）的演替规律.结果表明,在进水COD 2000mg/L和水力停留时间（HRT）24h条件下,经过38d的连续运行,COD去除率达到了91.9%.当HRT分阶段缩短至8h时,比产甲烷速率达到了315LCH₄/（kg COD·d）,且形成了沉降性能良好的颗粒污泥.qPCR检测结果表明,至少有5种已鉴定的丙酸氧化菌存在于UASB反应器中.Pelotomaculum propionicum为接种污泥中的主要丙酸氧化菌,约占检测到丙酸氧化菌总数的45.7%.它的数量随着HRT缩短不断减少.而Syntrophobacter sulfatireducens和S.wolinii的数量随着HRT缩短不断增加,并在启动完成时达到最大值,分别为1.3×10³,5.5×10³个16S rRNA基因拷贝数/ng DNA,演替成为成熟颗粒污泥中的优势丙酸氧化菌群.Methanobacterium和Methanosarcina为接种污泥中的主要氢营养型产甲烷菌和乙酸营养型产甲烷菌,其数量随着HRT的缩短而逐渐减少,而Methanospirillum和Methanosaeta的数量随HRT的缩短逐渐增加,成为成熟颗粒污泥中的优势产甲烷菌群.     

剩余污泥深度干燥的研究进展

剩余污泥的含水率较高,对污泥进行干燥处理可以极大程度地减少污泥的水分。首先分析了污泥的含水特性和干燥污泥机理,然后分析了主要的污泥干燥方法研究现状,如热风干燥、过热蒸汽干燥、间接干燥、低温热流干燥、热泵干燥、太阳能干燥等。此外,探究了新型的污泥干燥技术及污泥干燥过程中可能产生的污染物,并在此基础上,对污泥干燥技术的发展方向进行了展望。     

基于PCA-GRU-SVM模型的多参量煤矿瓦斯浓度预测及预警研究北大核心CSCD

煤矿瓦斯浓度精准预测及提早预警对于预防瓦斯灾害发生至关重要。为充分利用井下多传感器监测信息提升矿井瓦斯浓度预测及预警模型的性能,提出一种基于主成分分析(PCA)、门控循环单元(GRU)神经网络和支持向量机(SVM)组合的多参量瓦斯浓度预测及预警模型。针对监测数据的时序性、动态性和非线性强等特性问题,采用邻近均值法、小波降噪和归一化法对数据进行处理,利用PCA对数据降维以简化GRU模型拓扑结构,提高瓦斯浓度预测精度,通过构建基于SVM的矿井瓦斯浓度预警模型实现对矿井安全状态的实时动态监测。选取安徽某煤矿171105工作面的实测数据对PCA-GRU-SVM模型预测结果与性能进行验证。仿真结果表明：相对于PCA-LSTM、PCA-RF和PCA-BP模型,本文构建的预测模型的平均绝对误差(MAE)分别减少了18.45%、56.36%和87.3%,均方根误差(RMSE)分别减少了5.17%、9.04%和67.52%,预警模型的预测准确率为94.1%,说明该模型具有较高的拟合度和预测精度。该研究结果可为实现瓦斯灾害的预测及超前预警提供参考,对矿业安全生产具有重要意义。     

基于离散元法的能源管传热过程模拟

采用自主研发的离散元软件MatDEM,依据能源管桩的现场热响应试验,提出了能源桩离散元数值模拟的建模方法,对能源管桩的热响应试验过程进行了模拟研究,得到了桩周土体的位移分布,桩芯和桩周土体的温度分布,通过与现场实测数据的对比,验证了利用离散元法研究能源桩换热性能的有效性,该方法在研究能源桩与土体的热-力学行为特征方面具有广阔的应用前景。     

煤矿紧急避险体系构建与应急救援模型研究

为构建煤矿井下紧急避险体系结构,打造基于紧急避险设施的应急救援体系,分析国外矿业发达国家紧急避险理论和应急救援案例,研究煤矿紧急避险建设及相关参数,探讨紧急避险体系构建中的国家层面概念定义、立法保障、救援体系、避险安全文化及评价等关键问题,设计出以危险源感知为基础的"感知-避险设施-运行"3层紧急避险体系结构。采用应急管理阶段理论与方法,构建基于紧急避险"感知-避险-救援"应急救援模型,并对救援模型的可行性进行模拟。煤矿井下紧急避险体系构建要有国家标准和立法保障,紧急避险3层体系结构为避险系统建设提供指导,救援模型为应急救援体系打造提供一种方法。     

多类支持向量机在煤矿安全评价中的应用研究

针对矿井子系统诸多、环境复杂、影响因素多变和在现实条件下难以获得大量煤矿样本的情况,提出将对非线性、小样本问题有较高处理能力的支持向量机理论引入到机制评价中,并在归纳了支持向量分类机从一对多到一对一再到决策树模式的多渠道多层次分类原理基础上,建立了基于多分类支持向量机原理的煤矿安全多层次评价模型,同时通过提取影响煤矿安全因素的特征参数,引人类权重因子和样本权重因子,较好地解决了训练样本类别数量不平衡、数据干扰导致的错分问题,实现了对煤矿安全较高准确率和较高效率的评价.     

基于Pathfinder的高校教学楼出口人员疏散仿真研究

针对高校教学楼出口人员疏散问题,基于现场观测数据,运用Pathfinder2015软 件平台设置建筑物和人员运动参数,对某高校教学楼进行人员疏散模拟仿真。通过设计 调整教室排课疏散场景,仿真不同场景下各楼梯出口的疏散时间、累计疏散人数和平均 人流量变化情况,利用Origin9.1数据图形可视化对比分析教室排课调整使用前后教学 楼的人员疏散情况。结果表明:充分利用低楼层教室排课,适当将人数较多班级分散安 排至靠近楼梯出口教室,疏散时间从609.3 s缩短至591.6 s;5楼可疏散人数由410人减 至187人,且部分楼层楼梯出口人群分布均匀;4、5楼楼梯出口平均人流量降低且小于1 人/s。因此高校应该对各班级合理安排课程,适当控制学生人数,调整教学楼的人群分 布,提高低楼层教室使用率,且充分利用各楼梯出口,缩短较高楼层人员疏散时间,提 高疏散效率。     

安徽沿江地带生态农业可持续发展的实证考察——以芜湖一市三县为例

伴随工业化而出现的现代“石油农业”,在200年的时间里,严重破坏了人类赖以生存的自然生态环境,农业污染带来的食品污染直接危害着人类的健康,从而迫使各国转而研究可以替代“石油农业”的可持续农业发展模式。生态农业由此应运而生。中国改革开放以来,因为工业化和农业现代化的快速推进,已经造成国土环境的严重污染,而中部地区都是农业大省,在人口压力必须自我消化的背景下,唯有大力发展生态农业才可能步入经济社会可持续发展的正常轨道。本课题是基于安徽沿江地带芜湖市及所辖三县的实证调研,试图通过对芜湖地区生态现状和生态农业发展的制度环境分析,为安徽农业可持续发展提供一个可资借鉴的参照样本。