提高GPS定位精度的群调度滤波算法*

为解决现行安全生产科技领域中全球定位系统（GPS）/惯性导航系统（INS）融合系统容易产生较大时变误差的关键问题,满足GPS定位信号的精度和信号数据处理时间的要求,提出1种群调度滤波算法,通过实验仿真,分别与模糊算法、机器学习算法及卡尔曼滤波网络算法进行比较研究。结果表明:群调度滤波算法兼顾了定位精度与数据处理时间,具有较大优势,可在航空安全、船舶安全、应急监测、灾后抢险等安全科技领域广泛应用。     

污水处理厂设备维护管理优化研究

以JL污水处理厂设备管理优化过程为例,充分吸取LCC,TPM中的先进思想,以设备运行可靠性及设备维护经济性为追求目标,建立了设备管理优化体系。流程体系上,通过建立作业指导文件,建立标准化维修程序,对于操作过程及时进行记录,建立可视化、可追溯的管理方法;指标体系上,根据设备重要性及运行状况,确定设备风险指数,分级管理;建立控制指标,并动态调整;管控体系上,建立设备“户口”,对设备的维护、保养、使用等信息进行全面登记;考核设备维护的全面性、及时性、可靠性、合规性;重视设备维护的预计与预警;技术体系上,通过设备监测仪器的使用,对设备运行状况定量化。通过不断推进设备预防性维护工作,设备完好率不断提升,仪表完好率从2016年的97.34%,96.55%水平,分别提升至99.08%,98.72%;维护费用也保持在较低水平,检修费与资产比例在实施的前两年分别降至1.49%,0.85%,实现了污水处理厂节能降耗及运行可靠性的强化。     

变压器油池火燃烧规律的实验研究*

为对变压器油池火灾进行准确有效的灭火,研究不同尺寸和不同厚度下变压器油的火灾动力学特征和基本燃烧特性,具体分析变压器油的燃烧过程和变压器油燃烧速率、火焰温度以及辐射热流随油池直径以及厚度的变化规律。结果表明:整个油品的燃烧过程分为预热燃烧阶段、稳定燃烧阶段和火焰熄灭阶段。对于厚度大于10 mm的油池燃烧,稳定阶段的燃烧速率与油层厚度无关,稳定阶段的燃烧速率随着油池直径的增加而增加。同时,变压器油火灾连续火焰区温度接近750 ℃。对于稳定燃烧阶段下的变压器油燃烧,基于辐射通量可得出在燃烧过程中,辐射热量占总燃烧热的占比约为1/3。研究结果可丰富变压器油燃烧的基础数据,为变压器火灾的灭火提供参考。     

Locally enhanced electric field treatment (LEEFT) for water disinfection

• Nanowire-assisted LEEFT is applied for water disinfection with low voltages. • LEEFT inactivates bacteria by disrupting cell membrane through electroporation. • Multiple electrodes and device configurations have been developed for LEEFT. • The LEEFT is low-cost, highly efficient, and produces no DBPs. • The LEEFT can potentially be applicable for water disinfection at all scales. Water disinfection is a critical step in water and wastewater treatment. The most widely used chlorination suffers from the formation of carcinogenic disinfection by-products (DBPs) while alternative methods (e.g., UV, O₃, and membrane filtration) are limited by microbial regrowth, no residual disinfectant, and high operation cost. Here, a nanowire-enabled disinfection method, locally enhanced electric field treatment (LEEFT), is introduced with advantages of no chemical addition, no DBP formation, low energy consumption, and efficient microbial inactivation. Attributed to the lightning rod effect, the electric field near the tip area of the nanowires on the electrode is significantly enhanced to inactivate microbes, even though a small external voltage (usually<5 V) is applied. In this review, after emphasizing the significance of water disinfection, the theory of the LEEFT is explained. Subsequently, the recent development of the LEEFT technology on electrode materials and device configurations are summarized. The disinfection performance is analyzed, with respect to the operating parameters, universality against different microorganisms, electrode durability, and energy consumption. The studies on the inactivation mechanisms during the LEEFT are also reviewed. Lastly, the challenges and future research of LEEFT disinfection are discussed.     

改性土-膨润土阻隔墙阻控离子型稀土矿氨氮污染

以土-膨润土为阻隔材料,使用硅灰及水泥对其进行固化改性,研究改性后阻隔墙对离子型稀土矿原地浸矿氨氮污染的阻控效果。通过了解阻隔墙材料的渗透性能、力学性能,并结合阻隔材料对氨氮的吸附效果、穿透效果和数值模拟结果,探讨改性土-膨润土阻隔材料对氨氮污染的阻控性能。结果表明:硅灰改性土-膨润土阻隔材料,最佳质量配比为硅灰∶土=1∶10,最佳含水率为67.80%;改性阻隔材料生成的铝硅酸盐提高了阻隔墙防渗性能,渗透系数为2.36×10~(-9) m·s~(-1);CaCO_3提高了材料的力学性能,使抗压强度达到0.896 MPa;改性阻隔材料对氨氮的吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温模型。这说明该吸附过程以化学吸附为主,并且该吸附是放热过程。在不同氨氮浓度的穿透下,渗透系数呈逐渐减小的趋势,实验期间并未达到穿透浓度。利用Visual MODFLOW数值模型对阻隔墙的阻控效果进行模拟发现,7 300 d后NH_4~+扩散范围小,未穿透阻隔墙。硅灰改性土-膨润土阻隔墙用于对离子型稀土矿氨氮污染阻控的效果较好。     

电气石强化生物膜系统处理中药废水的启动及生物膜特性分析

将电气石与生物膜技术结合构建电气石强化生物膜系统处理中药废水,通过电气石调节生物膜微环境,以增强微生物代谢活性,从而提高了反应系统的处理能力。结果表明:电气石强化厌氧流化床(AFBR)反应系统经历160 d完成中药废水的启动实验,反应系统COD去除率达到87.8%,容积负荷达到5.34 kg·(m3·d)~(-1),生物膜产甲烷活性达到126.4 mL·(g·d)~(-1);电气石强化好氧流化床(FBR)反应系统统经历35 d完成启动实验后,出水COD稳定在76.5 mg·L~(-1),反应系统对应的COD去除率和容积负荷分别为90.3%和1.4 kg·(m~3·d)~(-1)。中药废水依次经AFBR和FBR处理后,出水水质满足《中药类制药工业水污染物排放标准》(GB 21906-2008)排放要求。以上结果可为实际工程项目提供理论依据和参考。     

反硝化生物滤池中生物膜量与脱氮效果和脱氢酶活性的关系

采用自主研发的中试反硝化生物滤池处理传统活性污泥法的二沉池出水,研究了稳定运行下生物膜量与脱氮效果和脱氢酶活性之间的关系。结果表明:根据VSS/SS=0.78、VSS/SS0.78、VSS/SS0.78,将SS分为3个区域,分别为区域1(232.5～1 246.6 mg·L~(-1))、区域2(1 246.6～2 542.7 mg·L~(-1))、区域3(2 542.7～3 523.9 mg·L~(-1))。在区域2内能获得最大的NO_3~--N和TN去除能力,去除率分别为95.0%和85.7%及最大的总脱氢酶活性(TDHA),为112.5 g;单位质量生物膜脱氢酶活性(DHA)与SS和VSS之间显著负相关,R~2分别为0.822和0.876;TDHA随SS的增加而增加,直至VSS/SS开始减小时随之减小。DHA能较好地从微观层面反应微生物的活性,TDHA可从宏观层面反映整个反应器的生物活性,为反硝化生物滤池运行提供参考。     

土地利用/覆盖变化对长江上游非点源污染影响研究

在国内外相关研究的基础上,利用输出系数模型,结合RS和GIS技术,对长江上游的非点源污染负荷进行了空间模拟和负荷估算.模拟结果表明,在不考虑流域损失的前提下,由于土地利用造成的非点源污染负荷TN总量从20世纪70年代的123万t下降至2000年的116万t,基本呈逐年减少的趋势,由土地利用造成的TP的变化趋势与TN基本相同,从70年代的3.7万t下降到2000年的3.5万t左右.就省份、土地利用类型和水系而言,四川省、种植用地和草地以及金沙江水系和嘉陵江水系对长江上游的非点源污染贡献较大.在非点源污染负荷强度上,重庆市和嘉陵江水系单位面积负荷最高,是今后应重点治理的地区.结果表明,该模型可以对长江上游这样的超大尺度空间的非点源污染进行较好的空间模拟.