污泥厌氧消化反应器CFD数值模拟研究进展

污泥作为典型的不透明非牛顿流体,在厌氧消化反应器内的流场具有复杂性,难以直接进行流场测试分析。结合计算流体力学（CFD）技术,分析污泥厌氧消化反应器内的流场分布情况,探讨污泥在反应器内混合效果和对消化过程的影响,以验证校核反应器优化设计和运行,改善污泥在消化反应器内的流动和混合性能并最终提高反应器性能。在综合文献及前期研究工作的基础上,系统分析并重点关注了CFD数值模拟过程当中多相流模型和湍流模型的选取、污泥流变特性应用、反应器流场评估优化及耦合生化模型等的研究现状及进展,最后总结了目前污泥厌氧消化反应器CFD数值模拟过程存在的问题。并指出在考量污泥流变学特性的基础上,利用传质模型将反应器流场和生化过程相耦合,构建流场-生化耦合模型,获取基质转化规律,为优化污泥厌氧消化反应器设计运行提供理论依据,是CFD应用于厌氧消化反应器数值模拟的发展方向。     

声波地图

为了解决城市中过多的噪声污染,科研工作者日前开发出一种三维计算机模型的声波地图,能通过变换的颜色,来表明不同等级的噪音来源。这些地图可用来评定某一范围内受噪声影响的程度。     

基于入口NOx质量浓度修正的脱硝系统多模型预测控制策略及其应用案例

建立不同锅炉工况下基于欧式距离聚类的总给煤量长短期记忆神经网络预测模型,对入口处的NO_x质量浓度数据进行修正,其验证集上的均方根误差为3.53 mg·m^-3。该结果优于常见的回归方法深度神经网络与随机森林回归的预测结果。以此为基础,研究了基于入口NO_x质量浓度修正的多模型预测控制(MMPC),设计并进行了脱硝系统仿真。仿真结果表明,与原有控制条件相比,基于入口NO_x质量浓度修正的MMPC策略使脱硝系统出口NO_x质量浓度波动幅度减小了63.7%,并能满足出口质量浓度指标为40 mg·m^-3时的控制要求,实现卡边控制。现场工程应用结果表明：在高、中、低负荷正常运行的工况条件下,入口修正-MMPC策略可将出口NO_x质量浓度波动分别控制在±10.6 mg·m⁻³、±5.5 mg·m⁻³、±4.9 mg·m⁻³,以标准差来衡量波动幅度即分别减小了53.4%、74.7%、64.6%,此控制水平优于原有控制效果;在出口NO_x质量浓度易超标并出现高浓度氨逃逸的快速变负荷工况下,升、降负荷出口NO_x质量浓度波动分别控制在±6 mg·m⁻³、±5 mg·m⁻³,此控制水平仍优于原有控制效果。本研究的入口修正-MMPC控制策略可实现不同负荷、工况下的喷氨控制,减小出口NO_x波动幅度,降低后续设备低温腐蚀的风险,从而提高SNCR/SCR联合脱硝系统运行的经济性和安全性。     

基于PBTK模型评估北方地区膳食镉暴露人体健康风险

镉 (Cd) 是一种有毒重金属,可通过食物链传递到人体,对人体健康构成威胁。基于生理学的毒物动力学 (PBTK) 模型是量化人类暴露于环境元素的有用工具。基于PBTK模型,结合大面积区域调查数据,预测北方某小麦主产区居民因食用受Cd污染的食物而可能出现的尿镉 (U-Cd) 水平。研究结果显示,区域内57.8%小麦籽粒Cd含量超过国家食品安全限量标准 (0.1 mg·kg⁻¹) 。区域人群中约35.1%的个体Cd摄入量超过JECFA的推荐安全值 (0.8 μg·(kg·d⁻¹)) ,高达70.8%的个体超过EFSA的推荐值 (0.36 μg·(kg·d⁻¹)) 。PBTK模型模拟结果显示,随着年龄增长,区域人群U-Cd含量呈上升趋势。70岁女性和男性U-Cd含量分别达到1.60 μg·g⁻¹肌酐和0.80 μg·g⁻¹肌酐。70岁女性U-Cd含量是男性的两倍且超过EFSA推荐的U-Cd含量安全限值 (1 μg·g⁻¹肌酐) 。PBTK模型的应用能够预测不同暴露人群中U-Cd的累积水平,对于制定有效的区域Cd污染防治策略具有重要意义,并为食品安全风险评估提供科学依据。     

基于不同基质的强化生物除磷系统中生化反应机理研究进展

阐述了3种不同基质(乙酸盐、丙酸盐和葡萄糖)在强化生物除磷系统中的生化模型反应机理.重点介绍了聚磷菌(PAOs)、聚糖菌(GAOs)和产乳酸菌在厌氧/好氧条件下对能量及还原力(NADH2)的利用方式;聚-β-羟基链烷酸盐(PHA)的合成方式及存在形式,糖原、乳酸(L型)的代谢途径等.虽然控制基质条件可以实现稳定的强化生物除磷效果,但目前的生化模型并不能完全解释所有的代谢过程,今后要在分离纯种的PAOs及相关生化代谢过程中酶的活动等方面进行深入研究.     

有机物降解产气率模型研究

根据重庆市生活垃圾的组成特点,自配垃圾试样进行有机物降解实验,根据实验期间试样的质量变化,结合降解反应方程式,计算试样的产气量,并建立产气率模型.实验结果表明,试样质量随时间逐渐降低,呈指数型衰减规律.试样在实验初期产气率增加较快,达到产气高峰后逐渐降低.用建立的产气率模型进行计算,计算结果与实测数据比较接近,说明该产...     

絮团粘性分维数的概念及其分析模型

水处理中的絮团具有复杂的形态结构,分维数是描述这种结构的有力工具。通过分析固液体系的粘度与絮团分维数之间的关系,提出了絮团粘性分维数的新概念及粘性分维数测定的数学物理模型,并进行了实验验证。与常用的质量分维数、边界分维数、面积分维数、体积分维数、表面积分维数等相比,絮团的粘性分维数及其测定模型具有易于测量、可同时表征不同类型絮团、可定量分析絮凝产品组成等特点,从而为絮团形态结构的定性及定量研究开辟了新的途径。