超磁分离技术在污水厂除浊去磷中的应用研究

针对城市污水处理厂污泥浓缩池上清液及滤池反冲洗水中的悬浮物和磷浓度高、没有有效处理手段、增加污水处理主流程负荷的现状,以削减反冲水和浓缩池上清液中的总磷和悬浮物负荷为目标,开展超磁分离除浊去磷技术应用研究,并进行了经济技术分析。结果显示:超磁分离除浊去磷技术对滤池反冲水及污泥浓缩池上清液具有良好的去除效果,可实现对悬浮物去除率90%,总磷去除率80%,具有经济技术可行性,可优化污水处理工艺,降低主流程负荷,节能降耗,稳定污水厂水质。     

“一带一路”地区百余年地震时空演变特征

本研究基于“一带一路”地区1900-2018年间≥5级地震事件空间数据,采用小波周期与热区识别方法,分析了该地区地震灾害的空间分布格局与时间周期性特征,并识别了地震灾害空间热区及其演变特征。研究表明:(1)1900-2018年,“一带一路”地区地震发生频次表现出波动性上升的“三段式”分布,主要发生在亚欧大陆-喜马拉雅山周围的亚欧板块与印度洋板块的交界处以及俄罗斯东部沿海、印度尼西亚东南部的环太平洋地区;(2)地震频发地区和震级较强地区均具有多时间尺度的周期变化特征,及一定的空间聚集性,并逐渐演变成高发热区和高强热区;(3)中国和印度尼西亚发生频率远高于其他国家,而缅甸、孟加拉、马尔代夫等国发生频次较低,但其震级强度相对较大。研究结果提示我们未来针对“一带一路”地区基础设施的投资应适当规避地震频发地区及未来潜在的高强热区,同时加强国际间减灾防灾合作,从而更好的降低或预防“一带一路”地区基础设施建设的地震灾害风险。     

破岩气体发生器安全性及能量分布特征

为减少传统爆破易产生强振等次生灾害问题,研发破岩气体发生器;通过评估破岩气体发生器的燃烧安全性,开展现场破岩试验并监测其振动,采用品质可调小波变换(TQWT)和希尔伯特-黄变换(HHT)分析方法,提取得到气体爆破信号的主分量,并分析信号不同分量时频特征。研究结果表明：新型破岩气体发生器运输安全性高、燃烧稳定性好,振动强度低,在土石方爆破方面具有显著优势。破岩气体爆破信号各分量幅值、能量占比和相关性系数满足非线性正相关关系。优势分量瞬时能量峰值数量与炮孔分段装药段数密切相关,破岩气体爆破时应采用差异化装填方式,炮孔分段装药应适当增加孔口和孔底部药量,以达到最优化的爆破效果。新型破岩气体发生器爆破技术具有显著减振降损作用,适合在土石方爆破工程中推广应用。     

天津滨海某化工园区废水预处理去毒技术研究

化工产业是天津滨海新区重要的支柱产业,该行业废水因污染种类复杂,具有高盐、高毒、难降解等特点,是滨海新区污染物控制的主要威胁。通过对滨海某化工区实际废水进行几种主流预处理技术及其组合工艺的研究,明晰了其在实验条件下各自的特点,验证了其实际处理效果,进一步掌握了其反应过程中的特性,为研究后续的示范工程应用及大规模推广打下基础。实验表明,制药废水经内电解处理后毒性削减率最高可达到46%,对化学合成废水有较好的去毒效果,该技术可有效地提高制药废水的可生化性;光催化氧化对苯胺和氯苯的最佳降解条件分别是15 g/L TiO(23 h)及17.5 g/L TiO2;负载型纳米铁和纳米四氧化三铁催化剂分别适合极酸和中性、偏碱性条件,催化效率高,COD去除效果好。     

宁夏连阴雨气候变化特征分析研究

选取宁夏20个气象站的气象观测资料,运用数理统计法、Lepage检验和小波分析等方法,分析了宁夏全年和汛期(5-9月)连阴雨发生次数的气候变化特征及其突变、周期变化。结果表明:自1990年以后,宁夏全年和汛期连阴雨发生了明显变化,连阴雨发生次数均呈减少的趋势,年际变化和年代际变化特征明显;南部山区连阴雨明显多于北部地区,高发中心位于南部六盘山东麓,六盘山东麓连阴雨多于西麓;连阴雨未发生突变;全年连阴雨存在3～5年的短周期和10年、16～18年左右的长周期;汛期连阴雨存在着4～6年的短周期和12年的长周期。     

基于连续小波变换的土壤重金属镉含量的高光谱估测

选择合理的处理方法可增强土壤光谱中有效信息特征,提高模型估测精度。以新疆渭-库绿洲土壤为研究对象,基于连续小波变换(continuous wavelet transformation, CWT)与传统数学变换相结合的方法进行光谱数据处理并提取特征波段,采用偏最小二乘回归(PLSR)、BP神经网络(BPNN)、随机森林回归(RFR)和支持向量机回归(SVMR)方法构建土壤重金属镉含量估测模型。结果表明：(1)土壤原始光谱曲线趋势基本一致,在600～2 450 nm范围内,随着重金属镉含量增加,其光谱反射率降低,二者呈负相关。(2)CWT与原始光谱一阶微分(R′)相结合的处理效果最佳,|r|值可达到0.586,为极显著负相关(P<0.001),表明数学变换与连续小波变换相结合的处理方法可有效反应光谱细节特征。(3)对比各模型的反演结果,发现CWT-R′-SVMR模型的训练集和验证集的决定系数(R²)大于0.86,均方根误差(RMSE)小于0.02 mg/kg,相对分析误差(RPD)大于2,建模效果较好,可作为最优模型对研究区土壤重金属镉含量进行估测。结合数学变换...     

近50年来浙江省降雨特性变化分析

基于浙江地区17个气象站的日降水资料,利用统计学方法,分析了近50年来浙江省在汛期、枯季和全年的降雨变化特性。研究结果表明,浙江省东北部的汛期降雨量主要呈现增加趋势,而西南部主要为减少趋势,汛期降雨频率主要表现出不显著的减少趋势,而汛期降雨强度和汛期降雨量在变化趋势上相似;枯季降雨量有较为显著的增强趋势,而枯季降雨频率在浙江东部地区为减少趋势,浙江西、北部、浙江南部有增加趋势;年降雨量在浙江西、北部为增加趋势,且存在明显的11、21年两种不同时间尺度的周期;而浙江南部降雨量在1980年后开始呈现为减少趋势,存在20、8年的明显变化周期;浙江东部年降雨量在1986年前主要为增加趋势,而后为减少趋势,同时也存在11、8、21年3个不同时间尺度的变化周期。     

电化学反应器对水中离子去除转化的试验研究

为了开发一种设备简单,操作容易,功能多,成本低的水和废水处理工艺,利用以铁板为电极,按混合联结的电化学反应器处理废水。结果表明,对pH值为3～6的水可中和至7,硬度可降低45.5％左右,水中阴离子SO^2－₄及Cl_－的去除率分别达48.6％和17.8％,重金属总Cr、Hg、Zn、Pb、Cd的去除率分别达25.7％,59.5％,57.4％,79.8％和100％。该电化学反应器特别适用于乡镇企业或其它小水量用户。     

氨氮和腐殖酸对膜电容去离子技术去除垃圾渗滤液中无机离子的影响

高浓度氨氮及大量腐殖质的存在一直以来都是膜电容去离子技术(membrane capacitive deionization,MCDI)应用于垃圾渗滤液除盐的重要难题。采用PE离子交换膜作为膜材料,以活性交联碳布(activated carbon cloth,ACC)作为吸附材料组装MCDI装置,并对含有不同浓度梯度的氨氮和腐殖酸的模拟垃圾渗滤液进行吸附除盐实验。结果表明,垃圾渗滤液中氨氮浓度的增加会使MCDI对氨氮的去除量上升,但会导致Na~+、K~+和NO_3~-受到的影响较小。较低浓度腐殖酸(0～1 500 mg·L~(-1))的存在能一定程度促进MCDI对K~+和NH_4~-的吸附,但过高的腐殖酸(1 500～2 000 mg·L~(-1))浓度会导致所有无机离子特别是阴离子吸附量的下降,且腐殖酸的存在也会降低MCDI对所有离子的再吸附效果,减小MCDI的使用寿命。对垃圾渗滤液进行预处理,将氨氮和腐殖酸的浓度降低,有利于提高MCDI的去离子效果。     

基于小波包熵与AFSA-SVM的压力管道泄漏识别

为了快速、准确地诊断出输气压力管道不同的泄漏状态,提出了一种基于小波包熵与人工鱼群优化支持向量机(AFSA-SVM)相结合的压力管道泄漏模式识别方法。该方法首先对管道泄漏时产生的声发射信号进行小波包分解,并对分解的最后一层节点重构信号进行相关性分析,以获得敏感的节点信号。然后求取这些敏感节点信号的小波包熵值,作为管道不同泄漏信号的特征向量。最后将小波包熵值输入到SVM中,并运用AFSA方法对SVM分类器中惩罚因子C与核函数参数g进行全局优化,以提高其分类准确率。实验结果表明,该方法能准确地识别压力管道不同的泄漏状态,为天然气管道泄漏状态监测提供新方法。