贝叶斯规整化BPNN定量流域非点源污染负荷研究

将贝叶斯规整化BP神经网络(BRBPNN)应用于渭河流域非点源污染、社会和经济之间相互作用的研究。采用相关系数法确定输入变量为"降雨"、"种植地"、"草地"、"人口密度"和"羊密度",输出变量为总氮负荷。结果表明用BRBPNN定量非点源污染负荷是可行的,综合选择最优网络模型结构为BRBPNN(3c-7-1),其训练集和预测集相关系数分别为1.0000和0.9780,对应的均方误差分别为88.32和3.21×102。采用权值理论分析各输入因子对网络的贡献,依次为"降雨">"羊密度">"种植地"。该研究可为流域非点源污染的治理提供依据。     

预加好氧颗粒对SBR中好氧颗粒污泥形成的影响

以活性污泥曝气池中的絮状活性污泥为接种污泥,采用人工配制的模拟生活污水,通过观测颗粒形态和粒径的变化,研究预先加入15%成熟好氧颗粒污泥对好氧颗粒污泥形成过程的影响.对比研究发现,2个反应器内小颗粒（0 .1～0 .3　cm）的形成均较快,但大颗粒的形成速度相差明显.培养过程中还能明显观察到丝状菌缠绕和絮状污泥黏附在小颗粒表面.反应器启动第1、7、14 d,污泥平均体积粒径分别从0 .10、0 .16 cm上升到0 .23、0 .30 cm,最终达到0 .28、0 .43 cm.研究结果表明,预先加入15%成熟好氧颗粒污泥,能加速好氧颗粒污泥在反应器内形成.     

基于数值仿真-响应表面法的二沉池优化研究

以长沙市某污水处理厂二沉池为例,采用多相流混合物模型与k-ε湍流模型结合对辐流式二沉池内速度场和污泥浓度场进行了数值模拟.以出水口悬浮物浓度(SS)为响应目标,对影响二沉池沉淀效果的3个影响因素(进水口流速、颗粒污泥粒径、挡板的淹没深度)进行中心复合设计(central composite design,CCD),并经响应表面法分析得到影响出水SS的二次回归模型,确定了二沉池沉降的最佳条件:进水口流速为0.03m·s-1,颗粒污泥粒径为220.41μm,挡板的淹没深度为3.45m,采用数值仿真模拟实验得到出水口悬浮物浓度值为2.4mg·L-1,较优化之前的仿真结果一周平均值6.7mg·L-1相比,其处理效率提高了64.2%.采用数值仿真和响应表面法结合对二沉池工艺条件进行优化研究,可以加速寻优过程,是工艺优化的辅助工具.     

水力负荷及固相碳源对BAF+多级土壤渗滤组合工艺处理污水的影响研究

碳源的选择及曝气量的控制是影响多级土壤渗滤系统(multi-soil-laying,即MSL)脱氮效果的重要因素.试验采用BAF+MSL两段式新型组合工艺,避免了传统MSL曝气过量抑制反硝化脱氮的风险.考察了不同水力负荷下,BAF+MSL对生活污水的净化效果,并比较研究了以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为反硝化碳源的MSL-1及木屑为碳源的MSL-2的脱氮除磷效果.结果表明,不同水力负荷下,系统对SS平均去除率为94.08%,对COD的去除率均在80%以上,出水COD在20mg·L-1以下.水力负荷对系统BAF段硝化性能影响较小,对MSL反硝化脱氮影响较大.BAF水力负荷为0.5、1及2m·3m-·2d-1时,BAF对NH4+-N的去除率均在90%以上,对TN的平均去除率依次为26.53%、11.09%、5.71%;对应MSL段水力负荷分别为0.25、0.50及1m·3m-·2d-1时,MSL-1对TN平均去除率分别为87.39%、65.09%、45.56%,MSL-2平均去除率依次为61.51%、42.52%、31.32%.MSL-1脱氮性能明显优于MSL-2,而两者除磷效果区别较小.随着水力负荷增大,MSL对TP去除率依次降低,MSL-1对TP平均去除率最高为91.97%.     

生态居住小区评价指标体系的不确定性研究

针对目前我国生态居住小区构建评价指标体系时面临的种种不确定性问题,分析其产生的原因,确立了以弹性原则为主的评价指标体系构建原则,提出了一套建立符合我国国情的、定性与定量结合的、考虑不确定性的评价指标体系的方法.并结合实际设计项目,在温岭市生态居住小区详细规划中,按照弹性、层次性以及可操作性原则,采用AHP法,得出一个三层次的包括生态住宅、生态景观、生态技术、基础设施和社区管理、生态文化5大系统和24个指标项的生态居住区评价指标体系,并对各项指标及其权重进行量化,最后通过多因子叠加得到对整个生态居住小区的综合评价结果.     

三峡工程对洞庭湖水力梯度及其湿地植物生长的影响

水力梯度是制约洞庭湖湿地植物生长的主要因素.通过分析三峡水库运行前后洞庭湖水力梯度的变化来研究其对洞庭湖湿地植物的影响,能为该区植物多样性及退化生态系统的恢复提供科学依据.研究表明,三峡工程的运行不同程度上降低了洞庭湖的水力梯度,且枯水期的影响大于丰水期.其中东洞庭湖受其影响最为明显,特别是在4月和10月,洞庭湖其他地段水力梯度变化较为平稳.三峡工程对洞庭湖湿地植物的影响是枯水期大于丰水期,除了4月和5月对洞庭湖湿地植物的生长产生不利的影响外,其他月份有着有利的影响或影响不大.     

茶树中莽草酸途径DHD/SDH基因的表达调控

3-脱氢奎尼酸脱水酶/莽草酸脱氢酶(DHD/SDH)是茶树莽草酸途径中唯一的双功能酶,一方面催化生成莽草酸,另一方面可以催化生成没食子酸.为研究DHD/SDH基因在茶树代谢途径中表达及调控模式,通过在线预测、RLM-RACE和q PCR技术探讨mi RNA对DHD/SDH的调控及表达模式.在获得的茶树mi RNA序列的基础上,对本试验室克隆得到的茶树3个DHD/SDH进行mi RNA预测和鉴定.获得了4个mi RNA参与裂解Cs DHD/SDH基因.其中mi R5180b、mi R1510b-5p和mi R24共同靶向Cs DHD/SDH2,mi R868-5p作用于Cs DHD/SDH3.同时对茶树中3个Cs DHD/SDH表达模式进行检测.不同激素处理下,Cs DHD/SDH2和Cs DHD/SDH3表达模式一致.Cs DHD/SDH2和Cs DHD/SDH3的表达模式存在协同作用.本研究表明Cs DHD/SDH1与Cs DHD/SDH2和Cs DHD/SDH3之间的表达存在负反馈调节,Cs DHD/SDH1上调表达时会导致互补基因Cs DHD/SDH2和Cs DHD/SDH3下调表达.     

3MRA风险模型在铬渣整治项目制定过程中的应用

选用美国环境保护署现行废物风险评价模型(3MRA)对某铬渣整治项目进行环境风险评价.模拟了治理前后区域内环境风险情况.分析了污染物暴露途径及危害对象.通过模型对该项目预定处置方法可行性进行了验证.模拟结果显示,在95%受保护对象、95%置信水平条件下,铬渣堆存区域存在显著的环境风险,周边居民致癌风险在10-4数量级,水域生态风险危害商数>1.而在对铬渣进行解毒填埋处置后,环境风险将有效降低,验证了此项目处置方法的可行性.     

污水厂污泥在亚/超临界丙酮中的液化行为

利用直接热化学液化技术,在1000mL的反应釜中,考察了液化温度、污泥/溶剂配比(R1)、催化剂以及溶剂填充率(R2)对污水厂污泥在亚/超临界丙酮中的液化行为的影响.结果表明,约300℃条件下,污泥液化较为彻底,过低或过高的温度液化效果反而较差.当温度超过340 ℃时,丙酮溶剂参与反应能力增强,促进油产率的增加,至380℃时油产率保持稳定.在其他液化条件相同的情况下,发现污泥在R1为10/200、R2为20%、添加5%剂量的NaOH作为催化剂,获得较好的液化效果.红外光谱(FTIR)和气相色谱/质谱分析(GC-MS)分析表明,生物油的主要成分是含氮杂环、羧酸、酯、酮等化合物,主要的官能团包括胺基、羟基、烷基和羰基等.     

基于能值定理的生态足迹模型修正研究

能值生态足迹模型是定量分析区域可持续发展的重要方法,然而其计算未考虑到经济发展和科技进步对生态承载力的影响,得出的结论往往具有一定的误差.因此,本文引入社会经济虚拟承载力账户对该模型进行修正,并以长沙市为例进行验证.结果表明:通过相关性对比分析,修正模型可突破传统模型具有生态偏向的弱可持续性评价局限,其计算结果更加科学合理.基于修正模型,2000~2011年长沙市的生态承载力变化不大,年均值为2.31hm2/人,而生态足迹呈现快速增长趋势,年均值为2.44hm2/人.这导致该地区出现逐年加剧的生态超载现象,年人均生态赤字为0.13hm2/人.通过多元统计分析方法得出,农牧业生产和重工业能耗的压力大是造成其生态赤字的主要原因.