基于智能优化算法的河流水质模型参数的优化简

为探索河流水质模型参数新的求解方法,根据有限的实测数据,分别应用免疫进化优化算法和免疫进化优选的捕食搜索算法,对河流水质模型计算公式中的多参数进行优化。将优化得到的计算公式用于国内外若干河流的河段中DO浓度值的拟合,并与实测结果进行了比较。结果表明,将免疫进化优化算法或免疫进化优选的捕食搜索算法优化得到的水质模型参数精度不仅较高,而且相对稳定,从而为河流水质模型参数的优化提供了一种新方法。     

Using multivariate regression modeling for sampling and predicting chemical characteristics of mixed waste in old landfills

Municipal solid waste landfills pose a threat on environment and human health, especially old landfills which lack facilities for collection and treatment of landfill gas and leachate. Consequently, missing information about emission flows prevent site-specific environmental risk assessments. To overcome this gap, the combination of waste sampling and analysis with statistical modeling is one option for estimating present and future emission potentials. Optimizing the tradeoff between investigation costs and reliable results requires knowledge about both: the number of samples to be taken and variables to be analyzed.This article aims to identify the optimized number of waste samples and variables in order to predict a larger set of variables. Therefore, we introduce a multivariate linear regression model and tested the applicability by usage of two case studies. Landfill A was used to set up and calibrate the model based on 50 waste samples and twelve variables. The calibrated model was applied to Landfill B including 36 waste samples and twelve variables with four predictor variables.The case study results are twofold: first, the reliable and accurate prediction of the twelve variables can be achieved with the knowledge of four predictor variables (Loi, EC, pH and Cl). For the second Landfill B, only ten full measurements would be needed for a reliable prediction of most response variables. The four predictor variables would exhibit comparably low analytical costs in comparison to the full set of measurements. This cost reduction could be used to increase the number of samples yielding an improved understanding of the spatial waste heterogeneity in landfills.Concluding, the future application of the developed model potentially improves the reliability of predicted emission potentials. The model could become a standard screening tool for old landfills if its applicability and reliability would be tested in additional case studies.     

酸性矿井水中和沉淀法除铁优化

针对山西某煤矿高矿化度、高铁酸性矿井水除铁效果差、出水容易返色等问题,采用NaOH中和调pH、曝气及化学氧化等处理工艺进行酸性矿井水中和沉淀法除铁优化实验研究。结果表明,采用NaOH中和沉淀法除铁时,投加中和剂使出水pH达6.7以上时,出水中铁含量低于10 mg/L,满足排放要求。对于本实验废水NaOH所需投加量为2.8 g/L,铁的去除率可达到99.75%;以H2O2对原水进行氧化处理,可迅速将Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ),其用量与原水中Fe(Ⅱ)的含量成正比。当其用量为1.6 mL/L时,可将原水中的Fe(Ⅱ)完全转化为Fe(Ⅲ),投加中和剂使出水pH达到4.5以上时,能使出水中铁含量满足排放要求。对于实验废水所需的NaOH投加量为2.0 g/L,比直接中和沉淀所需的NaOH用量要节省28.6%。曝气处理对原水中Fe(Ⅱ)的氧化效果不明显。     

竹制填料生物接触氧化工艺处理污染河水简

针对受污染的湖溪河水质特征,以传统弹性塑料填料做对比,研究以竹球和竹丝为填料的生物接触氧化工艺,考察填料的挂膜时间、生物量和污水处理效果;确定连续曝气和间歇曝气时反应器的最优运行工况：连续曝气时为HRT=7.5 h,DO=3 mg/L;间歇曝气时为厌氧1.2 h、好氧6.3 h交替运行。实验结果表明,与弹性塑料填料相比,竹制填料挂膜速度快,竹球填料的水处理效果最好;连续曝气最优工况下竹球填料反应器中COD、TN、NH₃-N和TP的平均去除率分别为66.7%、47.9%、57.1%和30.6%;间歇曝气最优工况下竹球填料反应器中COD、TN、NH₃-N和TP的平均去除率分别64.08%、39.95%、60.7%和54.68%;竹制填料可替代传统的塑料填料作为生物接触氧化工艺的载体填料。     

钱塘江引水降氮示范工程的构建和运行研究

针对杭州西湖钱塘江引水低碳高氮的特点,提出以改性水草塘—复合垂直流人工湿地(IVCW)相耦合的生物—生态工艺进行引水处理,对该引水降氮示范工程的构建和运行效果进行了跟踪研究。结果表明,整个稳定运行期间(2012年7月19日至11月19日),耦合工艺对COD、TN、硝酸盐氮、TP的平均去除率分别为52.27%、52.49%、53.69%、52.79%,系统出水满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ标准;改性水草塘和IVCW单元作为耦合工艺的两个重要组成部分,在脱氮、除磷方面优势互补,从而共同保证出水水质的稳定;在改性水草塘单元,温度与COD的去除效果呈负相关关系,进水C/N与TN去除效果呈正相关关系;而在IVCW单元,温度与COD、TN的去除效果均呈线性正相关关系,进水C/N与两者的去除效果也呈正相关关系,且对COD的影响要大于对TN的影响。     

A2O-MBR工艺处理城市污Z作农业灌溉用水中试研究

为开发一种污水再生利用于农田灌溉领域的新型技术,本实验以城市污水为研究对象,采用A2O—MBR工艺进行中试研究,并将系统出水水质与《农田灌溉水质标准（GB5084—2005）》的主要水质指标进行对比分析。结果表明,系统COD和BOD,出水浓度范围分别为3．2～59．6mg／L、1．0～7．6mg／L,系统出水pH为7．16～7．54,悬浮物浓度几乎为0,上述指标均符合标准;TP、TN和氨氮的出水范围分别为0．03～0．79mg／L、1．6～17．7mg／L和0．8～10．3mg／L。《农田灌溉水质标准》没有对上述3个指标提出具体要求,且少量的氮磷是植物生长的营养元素。该系统出水的主要水质指标符合标准兽求．     

铁氧化物复合氧化铝催化臭氧化过程中溴酸盐的生成控制

以市售活性炭、硅藻土和氧化铝小球为载体,考察了负载铁基活性组分对催化臭氧化过程中溴酸盐的控制情况,其中,铁基复合氧化铝小球体现出更好的溴酸盐还原特性和催化剂稳定性,证实催化剂中铁氧化物是溴酸盐得到有效控制的主要活性组分。进一步考察了铁基复合氧化铝小球催化臭氧化处理实际原水过程中对溴酸盐的生成控制,以及反应过程中溶解性有机碳（DOC）的去除情况。结果表明,与单独臭氧化相比,该催化剂既能有效去除水中的溶解性有机物,又能明显抑制溴酸盐的生成,反应50h,其活性并没有明显下降。催化剂失活主要归因于吸附位点数量的下降,可以通过负载铁氧化物来实现催化剂的再生。     

内源电子受体产生及其在抑制富磷剩余污泥释磷行为中的应用

根据生物脱氮除磷系统产生的富磷剩余污泥含有硝化细菌和生产废水含有高浓度氨氮的特点,将生产废水中的氨氮转化为硝酸盐(内源电子受体),并将获得的内源电子受体利用在富磷剩余污泥浓缩过程,同步实现内源电子受体反硝化及其抑制富磷剩余污泥释磷行为。结果表明,将富磷剩余污泥(excess activated sludge,EAS。EAS1是在好氧方式下添加,EAS2是在缺氧方式下添加)与生产废水(reject water)按4种比例(Ⅰ、生产废水∶EAS1∶EAS2=15%∶85%∶0%;Ⅱ、生产废水∶EAS1∶EAS2=15%∶80%∶5%;Ⅲ、生产废水∶EAS1∶EAS2=15%∶75%∶10%;Ⅳ、生产废水∶EAS1∶EAS2=15%∶65%∶20%)混合曝气用于产生内源电子受体时,最佳硝化时间均为12 h,可将液相中的氨氮分别由初始的(113.16±0.85)mg/L、(117.18±4.39)mg/L、(129.48±4.85)mg/L及(142.53±0)mg/L降至(0.74±0.41)mg/L、(0.45±0.15)mg/L、(0.41±0.15)mg/L及(0.38±0.08)mg/L;同时,硝酸盐氮分别由初始的(7.48±7.91)mg/L、(12.87±5.81)mg/L、(12.87±5.81)mg/L及(13.55±6.18)mg/L升为(128.37±11.03)mg/L、(141.43±12.71)mg/L、(148.01±14.84)mg/L及(146.22±7.53)mg/L。内源电子受体可将重力浓缩过程中释磷量分别削减85%、63%、64%及83%,同时使得由生产废水回流引起的氨氮积累量分别减少89.25%、69.93%、74.31%及85.40%。在整个内源电子受体产生及其应用于抑制污泥释磷阶段,TN去除率分别为39.59%、44.54%、51.86%及57.33%。上述内源电子受体胁迫条件下的浓缩过程中,不仅可以有效降低由重力浓缩释磷引起的磷积累量,且可同步实现减少由生产废水回流引起的氨氮积累量。     

“地球工程”作为减缓气候变化手段的几个关键问题

减缓气候变化可以在大的地理尺度上以工程技术手段来实施。地球工程包括所有能源生产和消费以外的、不涉及工业生产过程管理的,在较大的地球尺度或规模上,去除大气中的CO2或直接控制太阳辐射而降温的各种人为的工程技术手段,主要包括三大类:绿色生物技术手段、碳捕获与埋存技术和太阳光辐射额度控制管理技术。这一类地球工程手段有着一系列经济、技术、环境、伦理、安全和不确定性含义。本文就近年来国际上关于地球工程作为减缓气候变化可能技术选择的几个关键问题开展了分析和讨论,涉及概念界定、技术特点、可能影响、治理构架等。作者认为,对于直接作用于碳的地球工程手段,如绿色生物技术手段和碳捕获与埋存技术,风险小、可操控;太阳光辐管理技术,通过人为排放到大气的SO2和气溶胶等的降温效应,来控制地球气温的上升,尽管使用的经济成本可能不高,具有实际操作可能,但其巨大的不确定性和可能的安全含义,需要引起足够的重视。从伦理上看,当代人是否有权来开展太阳光辐管理技术这类具有巨大科学不确定性的地球工程存在争议,在科学不确定的情况下采取任何行动,就失去了伦理学基础。从法律上看,人工干预太阳辐射,即使是科学实验或研究,由于其影响超出了国界,超出了当代人,也超出了人类社会,如果有人采取行动,也存在法律依据上的质疑。人工干预太阳辐射的研究和实施,需要一个国际治理构架。为了防止其他国家单独行动,需要"相互约束"的治理构架——"自我约束"以换取他国同意"自我约束"。鉴于气候变化和光辐管理在科学上的不确定性,目前不宜实施,短期内也不会提上议事日程。太阳光辐管理技术影响的复杂性和气候变化风险的迫切性,需要我们加大科学研究力度,为科学决策提供依据。中国作为一个新兴经济体,世界第一大CO2排放国,地域空间气候条件存在巨大差异性。从减排成本的角度,从气候影响的空间差异性,开展地球工程的科学研究,有着科学、政策和国际气候外交的积极意义。但是,相关的科学研究需要国际制度构架。由于气候变化框架公约及其谈判尚未涉及,需要开展系统科学、技术、经济、法律和国家安全等方面的相关研究,提高科学认知度,为国际谈判和政策选择提供决策依据。     

基于可变模糊集理论及其模型的水利规划环境影响综合评价

地区水利规划环评处于起步阶段,存在评价形式化、方法单一化以及指标权重确定的主观性较强等问题。针对以往评价中的不足,提出了运用可变模糊集理论及其模型进行综合评价的方法。以江苏省水利发展规划作为研究实例,建立指标体系,采用模糊聚类循环迭代模型进行主客观综合指标权重的计算;从重点工程空间布局角度出发,运用调整后的可变模糊识别模型进行各市环境影响的相对优属度计算。结果表明,全省规划方案的环境影响相对优属度大于现状和零方案,南通市的相对优属度最大,其次是苏州和无锡。与层次分析法进行对比,该理论及其模型适用于地区水利规划环境影响综合评价