光电化学氧化法处理黄连素废水优化与分析

采用光电化学氧化法处理黄连素废水,通过单因素试验和基于中心组合设计的响应曲面法考察了偏压、初始pH、初始Cl^-浓度和反应时间及其交互作用对废水TOC去除效果的影响,建立了以TOC去除率为响应值的二次多项式模型。结果表明,影响TOC去除效果的各因素显著性为偏压＞初始Cl^-浓度＞反应时间＞初始pH。各影响因素间存在一定的交互作用,其中偏压和初始Cl^-浓度的交互作用最为显著。模型预测得到的最佳组合条件,偏压为2.5 V,初始Cl^-浓度为98.6 mmol/L,初始pH为3.1,反应时间为3.6 h。最佳组合条件下TOC去除率的模型预测值为89.9%,验证试验结果为88.1%,与预测值基本一致。     

响应曲面法优化工业高钙废水制硫酸钙晶须的工艺

以某厂毒重石制备氯化钡过程中副产的高钙废水为原料,在常压条件下制备硫酸钙晶须。首先,用少量稀硫酸对钙水进行除杂处理,然后通过正交实验对实验过程进行优化,得出较优反应条件为:高钙废水20 mL、1 mol/L硫酸用量72 mL、氯化镁用量0.75 g、反应温度108℃、反应时间3 h,搅拌强度300 r/min。经图像颗粒分析系统、数显白度仪和XRD表征,该产品为半水硫酸钙晶须,长径比55,白度为91.2%,纯度为98.7%,产率41%。用响应曲面法对工艺条件进行优化,得到的最优工艺条件和实验得到的较优条件是相近的。     

平板陶瓷膜处理油田采出水运行控制优化及膜污染机理

陶瓷膜凭借其机械强度高、化学稳定性好等优点,近年来在油田采出水处理领域得到了广泛的应用。针对陶瓷膜处理油田采出水膜污染控制这一核心问题,采用小试实验与模型分析相结合的方法,深入开展了陶瓷膜处理系统运行控制优化的研究,结合微观表征,阐明了陶瓷膜处理油田采出水膜污染机理。结果表明,陶瓷膜处理油田采出水最佳运行控制工况为：初始膜通量80 L·(m²·h)⁻¹,过滤时间10 min,反冲洗时间30 s,曝气强度3 L·min⁻¹;此条件下陶瓷膜可保持平均膜通量27.82 L·(m²·h)⁻¹。原水和污染层的表征结果表明,胺类或酰胺类、烃类、羧酸类、芳香族、醇类等有机物化合物是造成陶瓷膜污染的主要有机物,Si、Fe、Ca、Mg、Ba等无机盐离子也是膜污染的重要组成部分;过滤过程中膜孔内阻力和凝胶层阻力对陶瓷膜膜污染形成起主导作用。     

微波-Cu(Ⅱ)-Fenton氧化法处理间硝基苯胺废水

为了强化MW-Fenton法有机废水处理技术,向MW-Fenton体系中加入Cu(Ⅱ),组成MW-Cu(Ⅱ)-Fenton体系,并以间硝基苯胺(m-NA)为底物,对该体系进行了研究。首先考察了包括MW-Cu(Ⅱ)-Fenton体系在内的6种污水处理方法对m-NA配水的处理效果,并对其进行了准一级动力学对比。结果表明:MW-Cu(Ⅱ)-Fenton氧化法具有最大的反应速率常数(0.379 min-1),是MW-Fenton法(0.279 min-1)的1.36倍;Fe(Ⅱ)为MW-Cu(Ⅱ)-Fenton氧化法中的核心催化剂,Cu(Ⅱ)为辅助催化剂。在此基础上考察了pH,nH2O2/nFe(Ⅱ)和对MW-Cu(Ⅱ)-Fenton体系的影响,并进行了优化,根据实验结果,确定最佳条件为:pH=3.0,=0.20 mmol/L,nH2O2/nFe(Ⅱ)=80,=0.3 mg/L。最后,利用荧光分光度法测定了6种氧化体系中羟基自由基(·OH)的相对生成量,对比结果表明Cu(Ⅱ)是通过加快MW-Fenton体系中·OH的生成速率而起作用的。     

基于综合权重-TOPSIS法的飞机噪声自动监测点位优化及效果对比

为克服飞机噪声监测系统传统布点方式存在的主观偏差,通过有限的监测点位实现监测系统代表性、有效性和经济性的最大化,采用综合权重-TOPSIS法对监测点布设位置与数量进行优化;基于机场布局、飞机噪声等值线、交通干线、土地利用及行政区划等机场所在区域相关信息空间叠图,构建机场噪声评价指标体系;结合决策群体主观偏好与指标表征数据的熵权,应用综合权重-TOPSIS法对某大型机场飞机噪声自动监测点位进行优化。结果表明：指标体系主要参考因素是飞机噪声等值线距离(指标②)、噪声敏感度(指标①)和主航迹线距离(指标③),综合权重值分别为0.327、0.293和0.221;拟选监测点位指标①、②、③的相对贡献率变化较大,说明点位受噪声敏感度、飞机噪声影响差异性大;根据相对最优贴近度值,将20个拟选点位优化为12个点位,与物元可拓法、最优指标法点位重复率分别为66.7%、75.0%,综合权重-TOPSIS法对飞机噪声等值线距离(指标②)和主航迹线距离(指标③)的优化效果均为最好。本研究成果可为飞机噪声自动监测体系标准化建设提供参考。     

生物建模在污水处理厂问题诊断与运行优化中的应用

为应对国内污水处理厂普遍遇到的稳定达标难、能耗药耗高等运营技术问题,以泗县污水处理厂改良型氧化沟工艺为案例,利用系统性三步数据清洗方法,基于Biowin-ASDM模型完成了全厂生物建模与模型校正。校正后的模型可识别污水处理厂常规工况下的运行问题,基于生物模型提出的运行优化方案切实可行。该方法仅通过常规运行参数的原位调整,即可在出水稳定达标的前提下,进一步实现污泥脱水药剂减量使用,平均每日药剂投加量环比节省至少46%,生产电耗节省至少840 kW·h·d^-1。该案例可为生物建模在国内污水处理厂问题诊断与运行优化应用中提供参考。     

菌藻共生系统净化污水处理厂尾水的条件探究与优化

城镇污水处理厂尾水排入水体后,尾水中的氮、磷仍易引起受纳水体富营养化问题,开展尾水深度处理以进一步去除氮、磷营养物质具有现实意义。通过试验研究了不同菌藻共培养对氮、磷的去除效果,筛选出优势菌藻组合,采用响应面法研究了通气量、光波长、细菌接种量对氮、磷去除效果的交互影响,提出最优参数组合,并建立菌藻共生系统,进行验证试验。结果表明：不同菌藻组合中,蛋白核小球藻-地衣芽胞杆菌-恶臭假单胞菌共培养组对TN、TP的去除效果较好;此菌藻共生系统在蓝光、通气量为1.8 L/min及细菌接种量为20%（体积比）条件下,TN去除率最大可达93.7%,1 d 后TP基本上完全被去除;在蓝光、通气量为2.0 L/min及细菌接种量为5%条件下,2 d后氮去除率可达98.4%;在红光、通气量为2.0~3.0 L/min及细菌接种量为10%~20%条件下,2 d后氨氮可完全被去除。菌藻共生系统对氮、磷去除效果的最优参数组合为蓝光、通气量为1.8 L/min及细菌接种量为20%,最优参数组合验证的结果与预测值相符,系统出水符合GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准,可为菌藻共生系统的实际应用提供理论基础。

     

土壤污染场地多无人车的路径规划与运输任务分配算法

为提升我国土壤生物修复技术智能化装备水平,以某一污染严重的焦化厂为研究环境,针对焦化厂的地形地貌特点,采用深度双Q网络（DDQN）和蚁群优化算法（ACO）建立多无人车路径规划和任务分配系统,实现土壤修复过程中污染土壤的安全、精准运输,提高污染土壤运输的效率。结果表明：基于DDQN和ACO的多无人车运输系统具备良好的路径规划能力,与其他基于简单的线性距离或基于贪婪算法得到的任务分配策略相比,基于实际系统时间开销的ACO任务分配算法在不同装载量情况下均可实现无人车系统时间开销的稳定降低。

     

人工湿地温室气体排放研究进展与减污降碳优化

全球气候变暖问题越来越受到重视,随着人工湿地广泛应用于水处理,人工湿地温室气体排放也受到关注。采用文献计量学方法,筛选分析了Web of Science（WoS）核心数据库中人工湿地温室气体排放相关文献,聚类统计了其中216篇研究文献关键词,总结了主要研究方向及进展。结果表明：1）人工湿地温室气体排放研究相关文献数量于2003年开始逐年增加,文献被引频次同样逐年上升;主要研究热点关键词聚类为四大研究方向,即基质和曝气对温室气体排放的影响、植物对温室气体排放的影响、一氧化二氮（N₂O）产生及去除路径、甲烷（CH₄）产生及去除路径。2）人工湿地基质种类及配置均会影响人工湿地温室气体排放;而曝气可改变人工湿地内部氧化还原条件导致温室气体排放发生变化;植物能够减少人工湿地温室气体排放总量,且不同植物因通气组织及生物量的差异引起人工湿地温室气体排放差异。3）人工湿地N₂O产生于硝化/反硝化、厌氧氨氧化、硝酸盐异化还原成铵等多条路径,但N₂O去除路径仅有反硝化;人工湿地CH₄产生于有机物厌氧氧化过程,其去除则包括好氧氧化和厌氧氧化2条路径。基于上述综述,提出人工湿地工艺/运行方式优选、内部配置优化、外部条件强化等方面的优化模式,并提出未来需深入研究人工湿地内部N₂O 及CH₄ 转化机制,优化调控人工湿地温室气体排放,以实现人工湿地减污降碳。

     

TMD抑制桥梁振动仿真分析

分别建立简支梁和调谐质量阻尼器(TMD)的运动方程,并采用振型叠加法建立与其对应的广义坐标方程,同时结合现代控制理论,采用状态空间法建立与其对应的状态方程,运用SIMULINK仿真系统对简支梁桥进行了动力仿真分析。首先对未布置TMD的系统进行了仿真分析,并与Newmark-β法编程计算的结果对比,两种方法的计算结果十分接近,说明了SIMULINK方法的准确性;在此基础上,对布置TMD的桥梁进行了分析,通过分析TMD参数对减振效果的影响,进行了动力学解释,所得出的优化参数,可供工程控制参考。