城市地表径流污染物浓度数学模型的建立及验证

针对目前描述城市地表径流污染物排放过程的数学模型不能完全适用于不同降雨过程的情况,本研究建立了一个全新的P/r模型.P/r模型以地表沉积物量(P)与降雨强度(r)的比值为主要参数,描述了降雨过程产生的地表径流中污染物的排放规律.基于对发生在陕西省西安市的3场降雨事件的实测数据的模拟,本研究建立的P/r模型的预测值与实测值的归一化目标函数、相关系数和相关指数均优于Sartor-Boyd冲刷模型.根据对P/r模型进行的不确定性分析,当Nash-Sutcliffe效率系数为0.46时,采用P/r模型对陕西省西安市地表径流中的污染物浓度进行模拟时应采用的最大比浓度常数(Km)和径流冲刷能力半饱和常数(KS)的取值范围分别为0.65~1.35 kg·min·L-1和0.16~0.22kg·min·mm-1·L-1.P/r模型的预测带平均相对宽度(ARIL)为1.21,预测带对实测值的覆盖度为67%.Sartor-Boyd冲刷模型对具有地表径流初期冲刷效应且降雨强度波动较小的降雨事件的模拟结果较好,但对于不具有地表径流初期冲刷效应的降雨事件、间歇性降雨事件及降雨强度波动较大的降雨事件并不适用.本研究建立的P/r模型的适用范围广泛,对于上述Sartor-Boyd冲刷模型不能适用的降雨事件均可适用.与Sartor-Boyd冲刷模型相比,P/r模型能够更好的描述城市地表径流的污染物排放规律.P/r模型的提出能够进一步推动地表径流排污过程数学模型的发展.     

高速土工离心机温升的数值模拟

目的 数值计算高速土工离心机机室温度分布,研究不同真空度和侧壁温度对机室温升的影响,并为高速土工离心机提出温控方案。方法 针对一款在建的高速土工离心机,采用SRF方法和RNG k-ε湍流模型对其进行数值计算,对比不同转速下离心机的温升。针对加速度为1500g的运行工况,对比不同机室压力和侧壁温度对机室温升的影响。结果 高速土工离心机以1500g加速度运行时,机室最高温度可达83℃。运行压力从100 kPa降至3 k Pa,机室最高温度下降约15℃,侧壁温度每降低10℃,机室最高温度降低约5℃。另外,真空度配合侧壁冷却无法满足散热要求时,可考虑在机室顶部靠侧壁布置面积不小于顶部面积1/4的冷却环。结论 利用CFD数值计算方法,定量得到了高速土工离心机机室温度随转速、真空度和侧壁温度的变化,为其冷却方案的设计提供了参考。     

基于洪旱灾害的雅鲁藏布江流域水资源脆弱性时空差异分析

水资源脆弱性分析是确立区域水资源问题和调控水安全的重要环节。雅鲁藏布江流域水资源丰富,但时空分布不均,洪旱灾害频发、经济欠发达,导致水资源脆弱性明显。基于1965～2014年的气象月尺度数据,分析流域降水分布特征、确定其干湿分区;采用标准化降水指数认识流域洪旱灾害时空分布状况,并从洪旱灾害及沙漠化、供用水及用水效益、调控能力3个方面构建流域水资源脆弱性指标评价体系,运用熵权法分析时空差异特征。结果表明:(1)流域多年平均降水量458 mm,空间上从西北向东南方向递增,上游日喀则市大部、中游拉萨市和山南地区属于中等干旱区,下游林芝市为湿润区;(2)流域内4区/市均易发生春旱和盛夏洪涝,干旱灾害发生率高于洪涝灾害发生率,拉萨市和林芝市易发生干旱重灾,山南地区易发生洪涝重灾;(3)流域及4区/市在2005～2014年间水资源脆弱性均呈下降趋势,山南地区、林芝市的降幅大于日喀则市、拉萨市;(4)流域水资源脆弱性的主导因子为干旱、洪涝、用水效益、管理能力、地区生产总值。流域水资源脆弱性特征为由洪旱灾害主导、调控能力弱、水资源利用效率低。     

膨润土吸附－絮凝法处理废水中的有机染料

研究了天然膨润土对阳离子、分散、还原、中性、活性和直接等类有机染料的吸附特性，并比较了膨润土吸附－絮凝法与单纯絮凝法处理染料水溶液的脱色效果，前者比后者的脱色率可提高４０％－２００％。使用０．０１％的膨润土加０．００５％的聚合氯化铝，可使以阳离子染料为主的印染废水脱色率达９４％－１００％。     

N_2O微电极法测定污水生物处理系统中的羟胺

羟胺(NH_2OH)是一种重要的硝化中间产物,其与污水生物处理系统氧化亚氮(N_2O)的产生密切相关,但目前仍缺乏一种可以简便、快速测定污水生物处理系统NH_2OH的方法。该研究在酸性条件下,以Fe~(3+)为氧化剂,通过将NH_2OH氧化为N_2O,采用N_2O微电极对N_2O浓度进行测定,进而间接测定污水生物处理系统的NH2OH浓度,并研究了亚硝酸根(NO_2~-)对测定结果的干扰以及干扰的消除方法。研究结果表明:(1)NO_2~-会干扰N_2O微电极法的NH_2OH测定结果。由于NO_2~-在酸性条件下会生成N_2O,将导致测定结果偏大;(2)当样品中NO_2~--N浓度低于10 mg/L时,向样品中加入0.1 m L 40 g/L的磺胺溶液,可以消除NO_2~-对测定结果的干扰。该方法可以快速、准确地测定污水生物处理系统的NH2OH浓度,对揭示污水生物处理系统NH_2OH对N_2O产生过程的作用机制有重要意义。     

金属盐(SO42-/Cl-)固体酸催化剂在污泥制生物柴油中的应用

研究NaHSO₄·H₂O（布朗斯特酸位为主）和AlCl₃·6H₂O（路易斯酸位为主）两类金属盐固体酸催化剂在污泥制取生物柴油过程中的催化性能.结果表明,经过130℃脱水的NaHSO₄·H₂O较AlCl₃·6H₂O表现更为优异,两种催化剂的最优催化条件为催化剂投加量1.2g/10g冷冻干燥污泥、反应温度130℃、反应时间4h.虽然对粗脂肪的酯化率NaHSO₄·H₂O低于AlCl₃·6H₂O,分别为（63.4±2.6）％和（68.9±1.4）％（对应的生物柴油产率分别为9.73%~10.69％和10.80%~11.39％（污泥干基））,但经过GC-MS分析发现NaHSO₄·H₂O催化的生物柴油纯度更高,品质更好;两种催化剂的重复使用性<3~5次.两种催化剂均可实现低成本、高性能且环境友好的催化污泥制备生物柴油.     

有机固废燃烧烟气中PM2.5的过滤比较研究

垃圾焚烧是PM_2.5的重要来源之一,目前焚烧烟气系统中无有效去除PM_2.5的控制单元.在实验室探究了几种过滤介质对木屑、猪五花肉、污泥这3种有机质固体废物燃烧产生的PM_2.5的去除效果.这几种过滤介质包括：涤纶针刺毡、聚四氟乙烯（PTFE）覆膜滤料、偏聚氟乙烯（PVDF）微滤膜、石墨烯及其组合.PTFE覆膜滤料+PVDF微滤膜的组合对木屑燃烧产生的PM_2.5的过滤效果最好,可以达到97.45%.双层PVDF微滤膜对猪五花肉和污泥燃烧产生的PM_2.5过滤效果都最好,分别为99.39%和98.03%.根据实验结果和SEM-EDS分析,PVDF微滤膜对碳组成的颗粒有较高的选择性截留效果.叠加使用过滤介质可以提高对PM_2.5的过滤效率,但双层过滤可能会增加阻力,不利于对大量废气进行除尘处理.     

呼吸计量法对甲醇和葡萄糖为基质的ASM1参数测定

污水水质和污泥特性不同,活性污泥1号模型(ASM 1)参数的测定结果也不相同。研究以甲醇和葡萄糖为基质,对分别经过甲醇和葡萄糖驯化的活性污泥,通过呼吸计量法测定高食微比、中食微比和零食微比下的氧利用速率(OUR)随时间变化的曲线。确定了异养菌产率系数(YH)、异养菌最大比增长速率(μ^H)和衰减系数(bH),并根据YH、μ^H和bH的测定结果和对中食微比下OUR曲线的数值拟合确定了异养菌半饱和常数(ks)、最大比水解速率(kh)和慢速可生物降解底物水解的半饱和常数(KX)。研究结果表明,在20℃下,采用甲醇和葡萄糖为基质测得的YH、bH、μ^H、ks、KX和kh分别为0.53、0.48、5.75、0.9、0.03、3.0和0.87、1.03、2.27、4.45、0.01、7.0。YH、bH、μ^H和ks的值与ASM1中城市污水的推荐值0.67、0.62、6.0、20.0不同,反映了不同基质对参数测定结果的影响。对于慢速可生物降解有机物(Xs)含量低的水质来说,KX和kh对生化反应过程影响不大,可采用ASM1模型的推荐值。     

可靠性仿真试验在机载电子产品上的应用

可靠性仿真试验技术作为可靠性设计重要工作之一,因其周期短,经费少,效果明显,现在被广泛应用在产品研发过程中.主要研究了可靠性仿真试验技术在机载电子产品上的应用,通过简要介绍可靠性仿真试验原理、基本流程、试验方法、试验对象选取原则等,并结合实际工程应用,证明了该技术对于机载电子产品早期研发过程设计质量提升具有积极推动作用.相比于传统的实物参与的可靠性试验主要解决后端暴露的问题,该技术面向设计前端,通过可靠性仿真试验技术得出的机载电子产品可靠性评估结果,可以使机载电子产品在方案阶段或下图制造前存在的薄弱环节和潜在故障,得到提前释放,同步优化设计,切实提升产品可靠性水平.同时,该技术也可以满足现阶段机载电子产品研制进度紧,资源有限的研制需求.     

西安市城市主干道路面径流颗粒物沉降性能及粒径分布研究

在西安市城市主干道南二环路建立路面径流采样站,利用自制流量等比例采样装置,采集2009年4-9月的16场降雨路面径流,采用累积曲线法试验研究路面径流中颗粒物的沉降性能和粒径分布,并就降雨特征对径流中颗粒物粒径分布影响进行分析.结果表明,沉降可有效去除颗粒物,沉降60 min和2 h平均去除率分别为78.4%和86.3%. 要达到45%、60%和80%的沉淀去除率,表面负荷应分别为1.1～9.3 cm/min、0.6～5.9 cm/min和0.1～2.7 cm/min.沉淀去除率每提高10%,表面负荷相应减少1.3～3倍. 径流中颗粒物粒径分布呈宽幅变化,d10、d50、d90分别为3～23 μm、17～56 μm和40～65 μm,表明径流中颗粒物以粒径3～65 μm的细颗粒为主. 最大降雨强度与颗粒物粒径相关性较强,其他因子与颗粒物粒径相关性不强,降雨强度是影响径流中颗粒物粒径分布的主要因素.