Simulation of long-term nutrient removal in a full-scale closed-loop bioreactor for sewage treatment: an example of Bayesian inference

In this study, the performance of nitrogen and phosphorus removal in a full-scale closed-loop bioreactor (oxidation ditch) system was simulated using the ASM2d model. Routine data describing the process for two years were compiled for calibration and validation. To overcome the identifiability problem, the classic Bayesian inference approach was utilized for parameter estimation. The calibrated model could describe the long-term trend of nutrient removal and short-term variations of the process performance, showing that the Bayesian method was a reliable and useful tool for the parameter estimation of the activated sludge models. The anoxic phosphate uptake by polyphosphate accumulating organisms (PAO) contributed 71.2% of the total Poly-P storage, which reveals the dominance of denitrifying phosphorus removal process under the oxygen limiting conditions. It was found that 58.7% of the anoxic Poly-P storage and denitrification by PAO in the reactor was achieved in the aerated compartment, implying that the PAO’s anoxic activity was significantly stimulated by the low dissolved oxygen (DO) level in this compartment due to the oxygen gradient caused by brush aerator.     

煤层瓦斯压力测定的合理封孔注浆压力研究

煤层瓦斯压力测定是煤矿安全生产基础参数测定的重要内容之一,测压成功的关键是封孔技术。当围岩裂隙较发育时需要采用压力注浆封孔,注浆压力就成为封孔的技术关键。为了确定一定围岩岩性条件下的合理封孔注浆压力,采用数值模拟的方法对测压钻孔塑性区大小进行了仿真模拟,并根据浆液渗流规律和钻孔围岩性质之间的关系建立了浆液流动数学模型,得出了合理的注浆压力为4MPa,结合新型“两堵一注”囊袋式封孔装置与CPD8M型煤层瓦斯压力自动测定仪进行了现场应用,结果表明4MPa的注浆压力满足平煤十三矿试验现场围岩条件下的封孔要求,对同类条件下瓦斯压力测定具有一定的指导意义。     

基于小波神经网络的地下水流数值模拟模型的替代模型研究

以吉林西部为研究区,建立地下水流数值模拟模型,分别应用蒙特卡罗方法和拉丁超立方方法在研究区10个县(市)开采量的可行范围内进行采样,经对比选择拉丁超立方抽样结果得到输入(开采量)—输出(水位降深)数据集,建立小波神经网络模型作为地下水流数值模拟模型的替代模型,而后对替代模型有效性作误差分析,并与多元非线性回归替代模型进行对比.结果显示,2种替代模型在功能上都能逼近地下水流数值模拟模型,但小波神经网络模型得到的水位降深均值和水位降深剩余标准差与模拟模型计算结果的相对误差分别低于多元非线性回归模型76%和45%,说明小波神经网络模型更适合作为地下水流数值模拟模型的替代模型,这为减少优化模型求解过程中直接调用模拟模型所造成的计算负荷提供了一种有效的替代方法.     

以梭鱼金属硫蛋白基因表达监测海洋重金属污染

分离了梭鱼金属硫蛋白132个碱基对应44个氨基酸的部分基因序列,以此为基础建立了分析梭鱼金属硫蛋白基因表达的实时定量PCR方法,并用于分析渤海南戴河和大神堂近岸海域野生梭鱼金属硫蛋白基因的表达.结果表明,南戴河野生梭鱼金属硫蛋白基因的表达水平(雄鱼:0.012 ± 0.0064 copies/copy β-actin;雌鱼:0.0099 ± 0.0042 copies/copy β-actin)明显高于大神堂野生梭鱼的表达水平(雄鱼:0.0017± 0.0011 copies/copy β-actin;雌鱼:0.0014 ± 0.00095 copies/copy β-actin).该结果与两地野生梭鱼体内重金属残留水平相一致,提示梭鱼金属硫蛋白基因可作为监测海洋重金属污染的敏感标志物之一.     

卡瓦胡椒素B对人非小细胞肺癌A549细胞的抑制作用

卡瓦胡椒素B是药用植物卡瓦胡椒根中的一种天然查耳酮类化合物,研究了其对人非小细胞肺癌A549细胞的增殖抑制作用及其诱导细胞凋亡的分子机制.实验结果显示,卡瓦胡椒素B能显著抑制非小细胞肺癌A549细胞的增殖,且随着药物浓度的增加、处理时间的延长其抑制作用呈明显的剂量时间效应;同时,卡瓦胡椒素B能显著诱导A549细胞凋亡、细胞周期阻滞于G2-M期;分子机制研究表明,卡瓦胡椒素B能通过活化JNK激酶活性、下调凋亡抑制蛋白survivin的表达以及激活PARP活性从而导致其对A549细胞的增殖抑制作用.结果表明卡瓦胡椒素B对人非小细胞肺癌的预防与治疗可能具有潜在价值.     

基于突变级数法的企业应急动态能力评价研究

针对企业开展应急能力评价不够科学、合理的问题,在相关理论研究基础上,提出1种将突变级数方法和动态能力理论相结合的企业应急能力评价方法。基于突变级数方法,构建企业应急能力的突变评价模型;采用动态能力理论,从感知、整合、重构和学习4个方面建立企业应急动态能力评价指标体系,给出具体评价步骤;改进评价方法并进行实例分析。研究结果表明:该方法对评价企业应急动态能力具有一定的参考价值。     

中国实现碳达峰的政策建议——基于碳定价机制模型的多情景模拟分析

碳定价机制是利用市场机制推动碳减排、减缓气候变化方案的核心内容,包括碳排放权交易和碳税等措施。尽管新冠肺炎疫情打乱了经济发展节奏,但是中国主动提高国家自主贡献力度,积极推进战略提升与政策强化。本研究构建并运用"碳定价机制模型"模拟涵盖不同主体范围及政策组合下的碳排放权交易市场运行情况,分析评估碳减排效果及经济影响,为丰富完善我国实现碳达峰的政策工具提供技术支持。     

阿克苏河年径流变化的非线性特征

以阿克苏河流域的托什干河、库玛拉克河和阿克苏河干流为例,基于1957-2008年的径流序列,运用小波分析和R/S分析方法分析了阿克苏河径流过程的非线性特征,揭示了流域径流的变化规律,得出以下结论:①库玛拉克河、托什干河及阿克苏河干流的年径流序列均呈增加的趋势,且都以20世纪80年代后期为分界点分为两个阶段:前期径流较少,处于枯水期;后期径流较多,处于丰水期。②阿克苏河流域年径流量变化存在较长周期,长周期中又包含着短周期;其中,18 a和22 a的周期贯穿于整个时间序列,为流域径流的第一主周期。③流域内三条河流各个时段径流量的Hurst指数值几乎都大于0.5,表明流域径流的时间序列具有长期持续的特征;从各条河流最后一个时段的Hurst指数可以推断,在2008年后的一段时间里流域径流量将会继续保持增加趋势。     

光催化技术降解水中环境药物的研究进展

环境水体中检测到大量药物的存在,主要包括抗生素,抗惊厥抗抑郁药物,解热和非甾体消炎药,血脂调整剂,β-阻滞剂等。传统的水处理技术并不能有效地去除这些药物,存在于水体中的环境药物对公共健康的潜在危害引起了广泛的关注。文中简要地介绍了近年来光催化技术在降解环境药物动力学和机理方面的研究进展,试图找出水体中环境药物降解的一般规律,为环境水体中该类物质的迁移和转化提供理论依据。     

纯锌在水环境中腐蚀行为

在淡水和海水环境中对纯锌进行实际曝露试验。结果表明,在淡水环境中,锌腐蚀率较小,腐蚀速率随时间延长而减小,生成的腐蚀产物具有一定的保护性能;在海洋环境,锌腐蚀严重,在全浸区1年试样就已腐蚀穿孔,其腐蚀速率随时间延长而减小,但在飞溅区却相反,腐蚀速率随时间延长而增加。