工业废水中多金属离子的吸附净化

以含有Si、Al、Ca、C元素的矿物材料作为基质,经特定条件处理后造粒成型加工成轻质多孔Si-Al-Ca-C结构的吸附材料。研究了该吸附材料对工业废水中多种金属离子的吸附性能,探讨了影响吸附性能的因素。研究结果表明,在一定条件下,Si-Al-Ca-C吸附材料对工业废水中Al3+、Ca2+、Mn2+、Cu2+、Fe3+、Mg2+、As3+和Zn2+的净化率分别高达99.34%、99.82%、98.26%、98.16%、97.76%、97.01%、100%和89.09%。金属离子残留浓度分别为0.152、0.07、0.012、0.02、0.119、0.311、0和0.259 mg/L,均低于国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准。     

餐厨垃圾混菌发酵制备燃料乙醇

以校园餐厨垃圾为原料,利用根霉和枯草芽胞杆菌进行糖化预处理,再接种啤酒酵母发酵产乙醇。通过单因素实验,以乙醇产量为响应值,对发酵条件进行优化。实验结果表明:乙醇产量最佳的发酵条件为:当底料含水率为22.79%,啤酒酵母接种量为15%,30℃培养条件下,经过5 d发酵,乙醇产量最高可达到6.67%。选用餐厨垃圾丰富了燃料乙醇的取材途径,实现了原材料的多元化,采用微生物预降解原材料为实现高产乙醇奠定了基础。     

Fenton法处理垃圾渗滤液MBR-NF浓缩液

采用Fenton法处理MBR-NF浓缩液,考察了FeSO4·7H2O投加量、n(H2O2)/n(Fe2+)投加比、初始pH对渗滤液MBR-NF浓缩液处理效果的影响,并在最佳实验条件下,探讨浓缩液富里酸(FA)、亲水性有机物(HyI)组分在Fenton氧化前后组成的变化。研究结果表明,在FeSO4·7H2O投加量为0.055 mol/L、n(H2O2)/n(Fe2+)投加比为4、初始pH为7.58时,对COD、腐植酸(UV254)、色度(CN)的去除率分别为79.6%、93.7%和97.8%。Fenton氧化后,浓缩液中有机物组分含量发生了较大变化,腐植酸含量下降,HyI成为渗滤液溶解性有机物主要成分。紫外-可见光谱表明,Fenton法对FA去除效果较好,而对HyI氧化效果较差;傅立叶红外光谱显示,经Fenton氧化后,FA的结构发生了明显变化,而HyI则变化不明显。     

融合拓扑信息与气象信息的空气质量预测网络

通过空气质量监测数据对正在形成或即将到来的空气污染进行预测是一项具有重要意义的工作,而空气质量监测站只能检测其周围一定范围内的空气污染情况。为了衡量整个城市的空气污染情况,获取任意时间、任意位置的空气质量信息,结合交叉注意力机制,提出了一种融合拓扑信息与气象信息的空气质量预测网络(CGMIM)。将西安市空气质量监测数据与气象数据转换为图像拼接起来,作为输入信息。在高阶非线性时空动态神经网络(MIM)的基础上引入注意力机制,并增加拓扑图编码器模块,提高模型提取能力以及对空气质量监测数据中的空间特征的利用率。最后,使用时空损失函数替代传统的均方误差损失函数,提高模型对空间关系的关注。结果表明：CGMIM网络模型能够在准确预测的同时,对位置区域合理填充,能够有效提升空气质量监测数据的空间分辨率。     

华北地区冬半年空气污染天气客观分型研究

利用2013—2016年冬半年ERA-interim再分析资料,以及同期空气污染资料、地面常规气象观测资料和探空资料,采用PCT (Principal Component Analysis in T-mode)客观分型方法对华北地区冬半年海平面气压场进行天气分型,并探究不同月份不同天气型对应的空气污染状况及污染气象参数分布特征,进而从污染气象学的角度揭示重污染潜势天气型的气候特征.结果表明:冬半年海平面气压场共对应9种天气类型,其中,5型(均压场型)、6型(高压内部型)和8型(高压后部型)为3种重污染潜势天气型,冬半年对应的PM_(2.5)均值浓度分别为144.11、136.99和148.26μg·m~(-3),而1型(T型高压前部型)和3型(低压底部型)为两种清洁天气型,冬半年对应的PM_(2.5)均值浓度分别为97.12和80.83μg·m~(-3);重污染潜势天气型对应的边界层结构呈现出稳定能量大、混合层厚度和通风系数小的大气层结稳定的静稳天气特征,其能够反映大气污染潜势;研究还发现,即使是同一天气型,其在不同月份对污染物的扩散影响也存在差异,因此,建议在今后的污染潜势天气型研究中分月份进行.本研究可为华北地区空气污染潜势预报及大气重污染预报预警的客观化、自动化提供科学依据和技术支持.     

高压储氢系统泄漏爆炸事故的动力学演化

为研究燃料氢气泄漏、爆炸的特性和规律,预防高压储氢系统中氢气泄漏爆炸事故发生,以加氢站为背景,数值仿真45 MPa高压储罐氢气泄漏并引发爆炸事故,分析泄漏爆炸动力学性质以及爆炸波在非均匀氢气浓度中的传播机制。同时,基于泄漏爆炸事故演化的力学机理,开展氢气泄漏爆炸动态风险分析,针对氢气不同泄漏量,建立泄漏扩散形成的气云体积、气云爆炸产生的冲击波与空间x,z方向上危害距离之间关系。研究结果表明：氢气泄漏过程中,气云氢气浓度变化与流场雷诺数具有较好一致性;氢气扩散受到高压储氢罐周围装置影响,流场中氢气浓度分布不均匀;当发生燃烧爆炸事故时,冲击波参数和湍动能变化梯度大;得到复杂布局区域冲击波超压峰值与比例距离之间关系式,其相比于理论方法更精细、计算结果更准确。研究结果可为降低高压储氢系统泄漏爆炸事故后果、采取有效防护措施提供一定依据。     

智能电网——大规模风、光电并网瓶颈问题的解决方案

针对大规模风、光发电集中接入电网后产生的负荷波动性及电能质量较差,给电网带来的安全性和稳定性问题,通过分析对比发现,智能电网具有很好的智能性、灵活性和兼容性,不但成功地解决了上述问题还可以适应多种形式的电源接入并能将其成功消纳。研究表明:发展智能电网是解决大规模风、光发电并网瓶颈问题的最佳方案。     

循环温度荷载下管式能量桩荷载传递机理研究

基于模型试验方法,开展加热(制冷)工作模式下,实心和管式能量桩的热响应测试研究;分析多次加热/制冷循环作用下两种能量桩的热力耦合特性,实测桩顶位移、桩身应变、以及桩侧摩阻力等变化规律,并对实际运行过程中实心和管式能量桩的承载特性进行初步讨论。研究结果表明,相同直径的管式能量桩换热效率高于实心能量桩,管式能量桩对加热循环的热响应要高于实心能量桩;多次循环后,能量桩桩顶产生塑性沉降、桩身产生微小的塑性应变,桩侧摩阻力值增加。     

基于Landsat TM/ETM+/OLI遥感大数据分析南京市1984—2015年大气能见度变化趋势

对南京市1984—2015年Landsat 4／5／7／8卫星TM／ETM＋／OLI传感器获取的遥感数据,利用ENVI遥感软件的FLAASH大气校正模块,进行了区域大气能见度（ VIS）遥感反演。结果表明,时间跨度达30余年的Landsat卫星遥感数据影像序列反演的VIS呈明显的下降趋势,20世纪80年代数值较高,“差”能见度（＜10 km）的观测率不到6％,21世纪以来VIS下降明显,“差”能见度的观测率为20％～25％。与2010—2015年南京市PM10、PM2．5监测数据进行了对比,在城市空气清洁及污染较轻时,星地监测结果有较好的一致性,但中到重污染天气时FLAASH算法反演VIS偏高,侧重于代表离主城区距离远的偏远乡野山林地区的能见度状况。