中试规模动力波吹脱技术分离老龄化垃圾渗滤液中的高浓度氨氮

为解决老龄化垃圾渗滤液的脱氨难题,采用动力波吹脱技术对老龄化垃圾渗滤液进行氨氮吹脱分离,探究了吹脱时间、pH、气液比、温度和进水氨氮浓度对吹脱效能的影响。单因素实验结果表明：前3 h吹脱去除率增长最快,5 h后吹脱去除率变化较小;高pH下游离氨占比增大,对吹脱更为有利,pH为10.5左右时的工艺最为经济;动力波吹脱适用温度范围广,在10 ℃和25 ℃时,去除率可达72.62%和90.68%;增加气液比可提高吹脱效率,但当气液比超过129后,吹脱效果增幅不明显;氨氮浓度对吹脱去除率的影响较小。正交实验结果显示：温度方差最大,pH、气液比方差次之,进水氨氮浓度方差最小,即表明温度对动力波吹脱脱氨影响最为显著;pH、气液比也是重要影响因素;初始氨氮浓度对吹脱效率影响不显著。在25 ℃、pH=10.5、气液比为129时,吹脱5 h的最优条件下,氨氮去除率约91.25%~94.15%。相比传统吹脱工艺,动力波吹脱技术能大幅提高氨氮分离效率。     

四氨基钴酞菁催化产生活性氧的性能

四氨基钴酞菁作为一种有前途的可见光催化剂,可光敏化为三线态,与溶液中的O2反应产生活性氧.实验考察了反应过程中的光照时间、光敏剂质量、光照强度和pH等4个因素对活性氧产生的影响,同时确定了一种简单可行的检测方法:活性氧与卡巴肼(DPCI)反应,生成卡巴腙(DPCO),以苯-四氯化碳萃取,在563 nm处测其吸光度,从而表示出活性氧的相对产量.实验优化了四氨基钴酞菁催化产生活性氧的条件:于50 mL的溶液中,光照时间为25 min,光敏剂质量为5 mg,光照强度为60 W,pH值为4.同时证明了在反应体系中生成了自由基和单线态氧等活性氧,并且对光催化产生活性氧的机理进行了探讨.     

铅在搬迁企业原址场地土壤中的空间分布及生态风险

对重庆市某实施搬迁的烧结厂原址场地土壤中的铅进行了测定.采用富集系数法,研究了该企业原址场地土壤中铅的空间分布;采用Hakanson潜在生态危害指数法,评价了土壤铅的生态风险.研究表明,土壤总铅含量在23.4—8.90×103mg·kg-1之间,其最大含量严重超过国家相应标准(HJ350—2007).土壤铅在空间分布上存在局部富集现象.从水平分布上看,土壤铅主要集中在搬迁企业的核心生产岗位,其最大富集系数高达111.8;从垂直分布上看,方差分析表明土层深度对土壤铅含量无显著影响.土壤铅在土壤表层、中层、深层均可实现较高的累积,其最大富集系数分别为:16.6、14.6、111.8.这与一般的城市土壤或自然土壤中铅在表层累积的情况不同.系统聚类结果说明铅过度富集的来源与场地污染源有关.而Hakanson潜在生态危害指数法的评价结果则表明,在土壤铅大量富集的区域,存在\"强生态风险\",这意味着搬迁企业原址场地土壤铅因局部富集而引起的生态风险必须引起高度的关注.     

基于灰色模型和神经网络的铝合金腐蚀预测对比

采用NaCl溶液对铝合金试验件进行预腐蚀试验,产生腐蚀坑,获取了不同腐蚀时间下的腐蚀数据,然后进行疲劳加载试验。分别利用灰色模型和BP神经网络建立了腐蚀深度及疲劳寿命与腐蚀时间相关性的预测模型,对两种预测模型的精度进行了对比。研究发现,在缺乏足够统计数据的情况下灰色模型预测精度优于神经网络算法。     

大型钢铁厂及其周边土壤多环芳烃污染现状调查、评价与源解析

采用气相色谱-质谱联机方法(GC-MS)分析了东北某钢铁厂及周边居住区、风景区共11个采样点表层土壤样品16种多环芳烃(PAHs),结果表明,钢铁工业区16种PAHs(∑PAHs)浓度范围为3.39×103-1.54×105 ng·g-1,平均浓度3.21×104 ng·g-1;居住区∑PAHs浓度范围为587-6.70×103 ng·g-1, 平均浓度3.82×103 ng·g-1;风景区千山∑PAHs浓度385 ng·g-1.∑PAHs和Bap浓度均呈工业区>居住区>风景区趋势.与国内外其他研究结果相比,该钢铁工业区及其周边居住区土壤PAHs污染相对较为严重,11个采样点中有9个采样点土壤∑PAHs为严重污染,4个采样点苯并(a)芘(Bap)浓度超过加拿大土壤质量基准.利用特征比值法(Diagnostic Rate)和主成分分析法(Principal component analysis, PCA)对钢铁工业区及其周边地区土壤进行了源解析,结果表明,钢铁工业区土壤中PAHs主要来源于焦炉、燃煤、柴油燃烧等污染源,周边地区土壤除受工业污染源排放影响外,机动车汽油、柴油污染排放也有重要影响.     

寒旱区高盐湖泊溶解性有机质的光学特征及来源解析

为了解生态脆弱的农牧交错地区典型湖泊岱海水体的溶解性有机质(DOM)的成分特征及其来源信息,使用三维荧光光谱(3DEEM)、平行因子分析模型(PARAFAC)和荧光吸收峰(B、T、A、M、C、D、N)对水体DOM荧光特征进行研究,探究岱海水体DOM荧光特征与环境因子的关系.结果表明,岱海水体整体呈弱碱性,营养盐浓度较高,有机污染严重.岱海水体DOM具有陆源与内源的双重特性,生物源组分占比较高.PARAFAC解析出3种组分:类色氨酸C1组分、微生物来源腐殖质C2组分和类酪氨酸C3组分.其中类色氨酸C1组分和微生物来源腐殖质C2组分占DOM总荧光强度的80％左右;荧光吸收峰分析结果显示,类蛋白荧光吸收峰(B、T、N)总占比为49.67％,陆源输入主要来源于密集的农业活动和流域生态环境的快速恶化.DOM的组成、转化过程主要与水体营养状态和高盐环境下的微生物过程密切相关,NH4+-N、DOP、TP、DO、高锰酸盐指数等环境因子在此过程中具有显著影响(P＜0.05).通过揭示岱海水环境现状与DOM环境特征,可以岱海为例的寒旱区内陆湖泊的环境治理提供基础数据与思路.     

基于突变理论的隔水岩体失稳分析及安全厚度计算

为了保障岩溶突水隧道施工和运营安全,基于弹性梁模型,应用突变理论建立岩溶突水顶板在动力扰动下失稳的双尖点突变模型;综合考虑围岩性质、静水压力、动力扰动等因素,分析岩溶突水隧道顶板的失稳机制和破坏条件,建立其失稳突变的判别方程,并采用Matlab软件编程,求解顶板的最小安全厚度;同时,为了避免当静水压力过大时,突变理论公式的不合理性,单独计算仅在静水压力的情况下的最小安全厚度,并取两者计算值中的更大值。结果表明:隔水岩体是否保持稳定是由岩体内外因素共同决定的;岩体跨度越长,岩体最小安全厚度越大;岩体弹性模量越大,岩体最小安全厚度越小。在振动频率一定时,爆破荷载越大,岩体最小安全厚度越大;在爆破荷载的大小一定时,爆破振动的频率越大,岩体最小安全厚度越小;静水压力越大,岩体最小安全厚度越大。该岩溶突水隧道顶板安全厚度计算方法具有可行性与较高的准确性。     

基于机器学习的高速公路大型货车追尾风险预测

针对高速公路大型货车追尾事故频发的问题,评估高速公路大型货车追尾风险,并分析交通流特性对大型货车追尾风险的影响,以降低追尾事故的发生率。根据德国HighD开源数据集,以不同冲突风险等级的碰撞时间(TTC)阈值作为大型货车冲突风险的划分标准,提取大型货车的车辆轨迹与交通特征参数等数据,基于随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和人工神经网络(ANN)等 3种机器学习模型分别建立高速公路大型货车追尾风险实时预测模型;以混淆矩阵、受试者工作特征曲线的曲线下面积(AUC)和洛伦兹(KS)检验等评价指标,对比分析各模型的整体预测能力,并选取预测精度最好的模型分析各个特征参数对追尾风险的影响程度。研究结果表明:RF模型的预测准确率达75%,相对SVM模型高出8%,相对ANN模型高出10%,且RF模型的预测精确度、召回率、AUC值和KS值均优于SVM模型和ANN模型;最小车头间距、车速标准差和加速度标准差3个参数对大型货车追尾风险影响程度最高。     

端帮采场支撑煤柱峰值应力及塑性区宽度确定方法

为了保证边坡安全的同时回收更多的露天矿边帮压煤,首先采用离散元仿真软件模拟再现端帮煤开采全过程,监测并分析采硐群支撑煤柱受力和变形特征;然后构建不同采硐深度下的3种支撑煤柱竖向荷载分布模型,建立端帮采场采硐与围岩力学分析模型。结果表明:沿采硐延深方向,支撑煤柱竖向受力与变形呈现出典型的分段特征;自采硐口向内,随着采硐深度的增加,竖向应力首先呈线性增大,达到峰值后,在采硐末端前、后约3倍采硐宽度范围内骤然减小至坡体初始应力并保持不变;基于采硐施工前、后采场上覆岩体竖向应力恒定原理,得到不同采硐深度下的煤柱峰值应力确定方法;基于极限平衡理论和Mohr-Coulomb强度准则,推导出峰值应力作用下的煤柱单侧塑性区最大宽度估算公式。