规模化畜禽养殖场废弃物处理工程模式研究

针对目前中国畜禽养殖业严重污染环境的现状及存在的问题,研究分析了几种畜禽养殖业废弃物处理工程模式,并对能源生态模式进行了较为深入的研究,为规模化畜禽养殖场废弃物资源化及实行农业生态系统的良性循环提供对策。     

基于创新动手能力人才培养模式下的环境工程专业实习教学的改革与探讨

实习环节对环境工程专业学生创新动手能力的培养具有举足轻重的作用。论文分析了新形势下实习所面临的典型问题,提出了调整实习时机、完善实习基地建设、丰富实习方式、改革考核形式等实习改革措施,并指出最重要的和最迫切的是实习时机和实习方式的调整,建议今后应做好实习前准备工作,加强多媒体手段在实习教学中的研究和运用。     

生态工程在水污染控制中的应用

生态工程可简单定义为"通过自然系统或人工仿自然系统的生态过程来达到生态目的"。与环境工程相比,更符合可持续发展要求,因此在水污染控制方面受到越来越多的关注。本文主要介绍了土地处理系统、蚯蚓-微生物生态滤池、生态浮岛等生态污水处理技术及其在工程中的应用。     

A framework for resilience assessment in process systems using a fuzzy hybrid MCDM model

Resilience engineering (RE) has recently emerged as a novel safety management paradigm in socio-technical organizations. It is believed that RE is more compatible with the characteristics of complex socio-technical systems. The multicriteria nature and the presence of both qualitative and quantitative latent factors make RE substantially more complex especially in quantifying and modeling aspects. To address this issue, the present research aims to develop a fuzzy hybrid multicriteria decision-making (MCDM) model for quantifying and evaluating resilience using the fuzzy Analytic hierarchy process (F-AHP) and fuzzy VIKOR (F-VIKOR) techniques. Initially, an evaluation framework including six resilience indicators and 43 sub-indicators was established. Afterward, the F-AHP method was used to determine the weight of the resilience indicators, while the F-VIKOR method was employed to rank the resilience performance of the different operational units. To present the model capability, we evaluated the resilience of a gas refinery as a typical instance of socio-technical systems. The findings revealed the performance level of resilience indicators in all units of the studied refinery and their ranking based on the computation of the index value (Qi). With respect to the Qi values, the best and worst performance of units from the resilience perspective was specified. Results indicate that the proposed model can serve as an effective evaluation approach in complicated systems and can be used to effectively design strategies to improve system safety performance. To the best of our knowledge, this is the first study that evaluates the resilience using the VIKOR and AHP in a fuzzy environment in the process industry.     

基于直接进样-超高效液相色谱串联质谱法的水中2甲4氯残留测定

针对目前水体中MCPA检测灵敏度不够,缺乏一种无需前处理、可直接上机、简单便捷方法的问题,以超高液相色谱串联质谱仪,建立了一种以电喷雾离子源ESI-为电离模式、MRM为监测模式、可直接进样测定水体中MCPA残留的方法。结果表明,最优方法条件为定量离子对199.0/140.9(m/z),流动相乙腈和水梯度洗脱,色谱柱Acquity UPLC HSS T3。在MCPA质量浓度为0.1~100μg/L范围内线性良好(R2=99.99%),检出限为0.006μg/L,定量限为0.018μg/L,是现有直接进样法的23~83倍,完全满足水体中MCPA的检测要求(<0.1μg/L)。在添加水平为1~100μg/L时,回收率为94.30%~105.60%,相对标准偏差为1.05%~3.61%,具有前处理简单、准确性高、精密度好、灵敏度高等优点。     

基于小波变换和模态曲率差的起重机金属结构损伤识别

属于焊接结构的起重机金属结构受交变载荷的影响,随着使用年限的增加,不可避免地会产生裂纹和腐蚀等损伤,从而引发突发性重大断裂事故。为此,基于结构的振动特性及小波变换理论来研究起重机金属结构的早期损伤识别问题,通过改变局部弹性模量模拟不同损伤工况,分析了起重机主梁在不同损伤工况下的动态响应特性。结果表明,小波变换可明显放大不易察觉的损伤突变,模态曲率差具有较好的损伤识别能力,可为起重机金属结构损伤识别提供新的思路。     

基于氮吸附、压汞联合试验的CO2致裂对煤岩孔隙的影响

煤岩中的孔隙结构特征对瓦斯运移和富集有着至关重要的影响。为了研究CO₂致裂对煤岩孔隙的影响,利用低温氮吸附试验与压汞试验相结合的方法对致裂前后的煤岩孔隙变化进行定量表征,并使用扫描电镜、现场致裂后煤岩瓦斯抽采分别从定性和宏观上反映CO₂致裂对煤岩孔径分布和孔隙结构特征的影响。结果表明,CO₂致裂会迫使煤岩中微孔、小孔孔隙结构改变,从墨水瓶形孔转变为开放型孔隙,各孔径段孔容有所增长扩张,致裂主要迫使孔径在10 000~100 000 nm的孔隙有较为明显的发育扩张。煤岩中存在渗流孔隙和扩散孔隙,致裂后渗流孔体积和百分比呈现先增长后逐步降低的现象,扩散孔体积变化趋势与渗流孔一致,但其百分比先降低后逐步回升。通过扫描电镜、现场测定及计算等辅助手段从宏观方面反映出CO₂致裂对孔隙有明显作用,对消除煤与瓦斯突出有积极效果。     

基于ARIMA和XGBoost组合模型的交通事故预测

近年来交通事故及其损失严重影响社会经济的发展和人民生活的提高,交通事故预测可以为交通事故预防提供数据支持。基于自回归滑动平均(ARIMA)模型和极端梯度提升(XGBoost)模型,构建时间序列组合预测模型,对交通事故相关指标进行趋势预测。根据交通事故的特点,选定"事故起数""受伤人数""死亡人数"及"损失"4个指标。首先,根据自相关、偏自相关图确定ARIMA模型参数,根据AIC(赤池信息准则)值确定最终模型;然后,对4个指标的ARIMA模型预测结果的残差构建残差序列,对其进行XGBoost建模,得出修正后的残差预测值;最后,根据残差预测值和ARIMA模型预测值得出组合模型最终的预测值。实例结果表明,4项指标的混合预测模型的预测精度均优于单一的ARIMA模型和Holt-winters模型,其中以"受伤人数"和"死亡人数"的模型改善效果最为显著,"受伤人数"指标的平均绝对百分比误差降低了5.431 7个百分点,"死亡人数"指标的平均绝对百分比误差降低了3.625 9个百分点。     

MnO2/FeOOH复合材料对水中U(Ⅵ)的去除及机理试验研究

采用化学沉积法制备了二氧化锰/羟基氧化铁(MnO2/FeOOH)复合材料,并将其用于吸附去除水中的放射性重金属铀。通过静态吸附试验,考察了Fe/Mn物质的量比、pH值、吸附时间和干扰离子等因素对MnO2/FeOOH吸附U(Ⅵ)效果的影响,利用扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)对材料结构和形貌进行表征,并分析其吸附机理。结果表明,在投加量为150 mg/L、温度为30℃、U(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L、pH值为5、Fe/Mn物质的量比为1/2及吸附时间为120 min的条件下,MnO₂/FeOOH对U(Ⅵ)的去除率最大可达97.7%,且pH值对铀去除效果的影响最为明显。MnO₂/FeOOH对U(Ⅵ)吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线均能符合Langmuir和Freundlich模型,且最大吸附容量达260.34 mg/g。干扰离子试验表明,SO₄^2-、CO₃^2-和Fe³⁺对MnO₂/FeOOH吸附U (VI)几乎没有影响,而Ca²⁺和Cu²⁺具有明显的抑制作用,且抑制随浓度的增大而增强。FTIR和XPS分析表明MnO2/FeOOH对U(Ⅵ)的主要作用机制为表面羟基、Mn-O与铀的配位作用。因此,MnO2/FeOOH可作为一种潜在的铀吸附材料。     

UiO-66-(COOH)2对水溶液中In(Ⅲ)的吸附性能

以水作溶剂,采用简单的回流法合成了一种稳定的金属有机骨架材料UiO-66-(COOH)2,并首次将其用于In(Ⅲ)离子的吸附分离。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、N2吸附-脱附和X射线衍射(XRD)等手段对材料进行了表征。通过静态吸附试验,探讨了pH值、接触时间和溶液初始质量浓度等因素对材料吸附In(Ⅲ)离子性能的影响。结果表明,在pH值为3.0、温度为303 K的条件下,UiO-66-(COOH)2对In(Ⅲ)的最大饱和吸附容量可达84.29 mg/g,优于大多数文献的报道值;整个吸附过程在90 min左右完成,且符合Langmuir等温吸附方程,而吸附动力学可以用准二级动力学模型进行描述。其可能的吸附机理是UiO-66-(COOH)2中的羧基与In(Ⅲ)离子的配位作用。此外,该材料能够实现重复使用,且在Na(Ⅰ)、K(Ⅰ)、Mg(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)等竞争性金属离子的存在下,对In(Ⅲ)仍具备较好的吸附选择性。研究结果为含铟废水的处理提供了一种有效的新途径,也进一步拓展了MOFs材料的实际应用。