城市复合生态系统碳氧平衡分析——以沿海城市厦门为例

通过综合城市复合生态系统内社会经济活动的主要排碳、耗氧行为,以及城市区域内湿地、淡水、海洋、森林和农田5种遗留自然生态系统的固碳释氧功能,构建了城市碳氧平衡分析模型（UCOB）,并估算了城市社会经济活动和城市中自然生态系统的碳氧收支,对城市生态系统平衡状况进行定量化指征.最后,以中国东南沿海城市厦门为例进行研究.结果显...     

资源型城市环境库兹涅茨曲线研究——基于面板数据的实证分析

论文以47个地级资源型城市为研究对象,利用2003-2009年的面板数据,运用环境库兹涅茨曲线(EKC)模型,以工业烟尘、工业废水和工业SO₂为例对其环境污染与经济增长的关系进行了实证研究。结果表明:资源类型影响资源型城市EKC的形状与转折点,同种污染物在不同资源型城市的曲线不完全相同,转折点在污染较重的资源型城市及人均GDP较低的资源型城市出现更早;资源型城市的EKC与全国的EKC不完全相同,相同的曲线下资源型城市的转折点出现更早。基于此,论文提出资源型城市应积极进行环境治理、实施绿色转型、大力发展循环经济、扩大实施总量控制的污染物范围,以促进这些城市的可持续发展。     

Identical full-scale biogas-lift reactors (BLRs) with anaerobic granular sludge and residual activated sludge for brewery wastewater treatment and kinetic modeling

Two identical full-scale biogas-lift reactors treating brewery wastewater were inoculated with different types of sludge to compare their operational conditions, sludge characteristics, and kinetic models at a mesophilic temperature. One reactor （R1） started up with anaerobic granular sludge in 12 weeks and obtained a continuously average organic loading rate （OLR） of 7.4 kg chemical oxygen demand （COD）/（m3.day）, COD removal efficiency of 80%, and effluent COD of 450 mg/L. The other reactor （R2） started up with residual activated sludge in 30 weeks and granulation accomplished when the reactor reached an average OLR of 8.3 kg COD/（m^3·day）, COD removal efficiency of 90%, and effluent COD of 240 mg/L. Differences in sludge characteristics,biogas compositions, and biogas- lift processes may be accounted for the superior efficiency of the treatment performance of R2 over R1. Grau second-order and modified StoverKincannon models based on influent and effluent concentrations as well as hydraulic retention time were successfully used to develop kinetic parameters of the experimental data with high correlation coefficients （R2 〉 0.95）, which further showed that R2 had higher treatment performance than R1. These results demonstrated that residual activated sludge could be used effectively instead of anaerobic granular sludge despite the need for a longer time.     

传统活性污泥法COD去除及脱氮改造的模拟

活性污泥模型方法正逐渐成为废水处理工程领域科学研究、工艺设计和过程控制的一种重要手段。以国际水质协会的活性污泥1号模型（ASM1为基础，以MATLAB为工具开发模拟软件，对模型进行了校核与验证。模拟了重庆市唐家桥污水处理厂COD和含N组分的降解过程，研究了有机物负荷、流量、温度和溶解氧浓度变化对出水COD、氨氮、硝态氮和总氮的影响。利用所开发的模拟程序对唐家桥污水处理厂的脱氮改造方案进行了优化，并预测了改造后的处理效果。     

高动态离心机系统建模与仿真

高动态离心机是用于惯性部组件测试和考核的动态惯导测试设备,通过主轴变速旋转或改变仪器舱到主轴的距离等方式,在仪器舱内产生快速变化的加速度场,从而模拟部件或组件使用时的加速度环境。以某高动态离心机研制为背景,介绍了该设备的系统建模与仿真过程。通过在Simulink仿真平台上对设备机械系统、电机调速系统和系统扰动因素等模块化建模和时域仿真,预测了设备在不同设计参数和不同扰动条件下的时域动态特性,为系统设计和优化提供了详实完备的仿真数据支持。     

数据清洗对污水处理厂生物建模可靠性影响研究

为应对污水处理厂出水水质要求的不断提升,通过生物建模技术降低污水处理厂碳源、除磷药剂投加量,实现达标排放同时降低运营成本已成为必要手段.然而,数据质量是影响模型可靠性的关键因素.为提高建模数据质量,本研究在生物建模过程中提出了系统性3步清洗方法：统计分析法标定可疑数据;物料平衡计算法剔除大误差并闭合流量平衡;污泥特征分析法修正污泥组分.应用该方法成功对天津宁河芦台桥北污水处理厂2019年1—7月历史水质数据、SCADA在线流量数据及补充采集的3日水质数据实现有效的清洗,并完成基于Biowin-ASDM活性污泥模型的生物建模案例研究.通过与直接利用原始数据进行模拟拟合的对比结果表明,应用清洗后的数据进行建模可有效提升模型可靠性,不但校正参数趋于合理,更可实现生化段主要污染物TSS、TCOD、TN、TP去除率的模拟误差≤3%.     

PM2.5 source apportionment in a French urban coastal site under steelworks emission influences using constrained non-negative matrix factorization receptor model

The constrained weighted-non-negative matrix factorization(CW-NMF) hybrid receptor model was applied to study the influence of steelmaking activities on PM_(2.5)(particulate matter with equivalent aerodynamic diameter less than 2.5 μm) composition in Dunkerque,Northern France. Semi-diurnal PM_(2.5)samples were collected using a high volume sampler in winter 2010 and spring 2011 and were analyzed for trace metals, water-soluble ions, and total carbon using inductively coupled plasma – atomic emission spectrometry(ICP-AES),ICP- mass spectrometry(ICP-MS), ionic chromatography and micro elemental carbon analyzer. The elemental composition shows that NO_3~-, SO_4~(2-), NH_4~+and total carbon are the main PM_(2.5)constituents. Trace metals data were interpreted using concentration roses and both influences of integrated steelworks and electric steel plant were evidenced. The distinction between the two sources is made possible by the use Zn/Fe and Zn/Mn diagnostic ratios. Moreover Rb/Cr, Pb/Cr and Cu/Cd combination ratio are proposed to distinguish the ISW-sintering stack from the ISW-fugitive emissions. The a priori knowledge on the influencing source was introduced in the CW-NMF to guide the calculation. Eleven source profiles with various contributions were identified: 8 are characteristics of coastal urban background site profiles and 3 are related to the steelmaking activities. Between them,secondary nitrates, secondary sulfates and combustion profiles give the highest contributions and account for 93% of the PM_(2.5)concentration. The steelwork facilities contribute in about 2%of the total PM_(2.5)concentration and appear to be the main source of Cr, Cu, Fe, Mn, Zn.     

生物营养物去除(BNR)工艺模型参数校正与验证方法

研究了结合活性污泥系统物料平衡的生物营养物去除(BNR)工艺模型参数校正与验证方法.首先采用代尔夫特理工大学开发的TUD模型及其参数缺省值进行初步模拟,并将模拟结果与实测数据进行对比以明确模拟偏差.同时,对原始运行数据进行物料平衡衡算,以消除测量误差并获得TP排放量、反硝化量及氧的净消耗量等平衡计算值,为模型校正提供依据.初步模拟结果显示,TP排放量(3913mg·d-1,以P计)和反硝化量(16170mg·d-1,以N计)均超出了平衡计算值的误差范围(分别为(3762.0±43.1)mg·d-1和(14150±237)mg·d-1),且沿程溶解性COD(SCOD)、PO34--P、NH4+-N、NO3--N不能完全与实测数据吻合,表明工艺模型参数的默认值需得到必要的校正.结合TP平衡,先修正污泥龄(SRT)的计算误差;应用平衡后的运行数据,将SRT由初始值10.3d调整为10d.SRT调整后,再次模拟得出的TP排放量为3750mg·d-1,已在平衡计算结果的范围之内,TP平衡得到了闭合.将发酵过程最大反应速率常数qfe从3d-1提高到15d-1后,沿程及PO43--P拟合结果同时得到了显著改善.通过调整DO及NH4+-N的亲和系数KNH4(从1mg·L-1至0.2mg·L-1),沿程NH4+-N得到了拟合.出水及沿程NO3--N的拟合通过调整氧的亲和系数KO2从0.7至0.1mg·L-1)得以实现.最后校核反硝化负荷及氧的净消耗量,模拟计算的反硝化负荷为14090mg·d-1,氧的净消耗量为126900mg·d-1,均在平衡计算值的误差范围之内(分别为(14150±237)mg·d-1和(129700±2910)mg·d-1),说明校正过程合理、可靠.     

亚青会期间南京地区气溶胶浓度变化及其与能见度的关系

为保障2014年青奥会空气质量和制定控制措施提供科学支持,利用2013年8月南京市气溶胶的观测资料,结合气象要素,分析了南京地区气溶胶浓度变化特征,并深入研究了气溶胶质量浓度与相对湿度对能见度的影响.结果表明,观测期间PM10和PM2.5质量浓度平均值分别为67.44μg·m-3和31.92μg·m-3,0.1~10μm粒径范围内的气溶胶粒子数浓度和体积浓度的平均值分别为2466.25 cm-3和19.89μm3·cm-3;对数正态分布(log-normal)拟合平均谱分布得到两个模态的中值粒径分别为0.19μm和1.12μm;局地源强是影响南京气溶胶浓度的重要因子;PM10和PM2.5质量浓度日变化略有差异,PM10浓度日变化主要受交通和边界层活动影响,PM2.5浓度日变化则主要受交通排放和光化学反应生成的二次污染物的影响;对能见度的统计分析表明,能见度随PM2.5浓度和相对湿度的增加而降低,当相对湿度小于70%时,PM2.5浓度对能见度的影响较大,当相对湿度大于70%时,相对湿度对能见度的影响较大.     

北京市和房山区环境污染与经济增长的关系研究

应用环境库兹涅茨曲线的基本模型对北京市和房山区1995-2003年的环境污染与经济增长进行了实证分析。研究表明,北京市和房山区大多数环境质量和污染排放强度的指标已越过转折点,进入环境质量逐步改善的阶段,北京市和房山区越过转折点的经济水平明显低于发达国家。