基于Spark Streaming流回归的煤矿瓦斯浓度实时预测

为了实时分析瓦斯监测流数据并对瓦斯浓度进行准确预测以实现瓦斯灾害实时预警,以实时流数据处理框架Spark Streaming构建基于流回归的瓦斯浓度实时预测系统。系统采用分布式流处理技术,可使基于回归算法的瓦斯浓度预测模型更新周期达到秒级,提高了瓦斯浓度预测精度,满足流式大数据处理的实时性要求。实验表明:应用Spark Streaming流回归预测系统在采样周期为5 s的瓦斯监测数据流上进行实时预测时,预测平均均方根误差随模型更新周期的缩短而减小,模型更新周期可达15 s,且更新周期为45 s时预测总均方根误差最小,既能保证预测精度,又能提高瓦斯灾害预警时效。     

水中腐殖酸对高级氧化联用技术去除内分泌干扰物（DMP）的影响

使用腐殖酸模拟本底天然有机物进行试验,采用UV-H₂O₂、O₃、UV-O₃3种高级氧化工艺,研究了水中腐殖酸对3种高级氧化联用技术去除饮用水中内分泌干扰物(DMP)的影响.结果表明,UV-H₂O₂联用工艺氧化DMP的过程符合伪一级反应动力学,水中腐殖酸的存在对UV-H₂O₂联用工艺氧化DMP的影响非常大,伪一级反应的速率常数与本底TOC值的关系式为K=0.162 0[TOC]₀^{-0.817 1};同时水中腐殖酸对UV-O₃联用工艺氧化DMP的效果影响比较大,而总体上腐殖酸对O₃氧化DMP的去除影响不大.从效果分析知,在一定浓度腐殖酸本底条件下单独O₃氧化和UV-O₃联用工艺对DMP的氧化均以O₃分子对DMP的氧化起主导作用,当腐殖酸浓度变小,UV-O₃联用工艺体系中.OH自由基氧化DMP的重要性增大.水中腐殖酸对3种高级氧化工艺的影响程度顺序依次为:UV-H₂O₂>UV-O₃>O₃.     

石油类污染物在包气带中的迁移预测——以兰州西固商业石油储备库为例

包气带在地表石油类污染物下渗到地下水的过程中扮演着重要角色,同时包气带受到污染必然会对周围环境,特别是植物的生长造成影响,从而影响人类自身。主要使用HYDRUS软件预测了兰州西固商业石油储备库的渗漏对包气带的影响,分正常工作状况和非正常工作状况两种情况。在正常工作状况下,从5000天到10000天,污染物浓度呈线性增加,到50年左右,包气带底部(下边界)污染物浓度接近0.1mg/cm3。在非正常工作状况下,包气带底部(下边界)浓度增加的速度要远远大于正常工作状况,到50年左右,包气带底部(下边界)浓度达0.5mg/cm3。预测结果可以为相应工作状况下饱和带的溶质迁移模型提供参考依据,对确定饱和带污染物的浓度具有重要的参考意义。     

饮用水传统净化方法研究进展

介绍了常规饮用水净化工艺中混凝环节使用的无机絮凝剂、有机絮凝剂和天然高分子絮凝剂和氯化消毒的主要特点,提出了减少其有毒负产物的方法,并对O3、ClO2消毒等较先进的消毒方法进行论述,以及深度处理中的活性炭吸附的不同使用方法效率特点进行介绍.     

基于人工神经网络的Ni-ZrO2纳米镀层耐腐蚀性能预测

目的 对Ni-ZrO2纳米镀层的耐腐蚀性能进行预测,优化电镀工艺参数.方法 采用磁力搅拌辅助电沉积法,在钴镍基模型合金试样表面制备Ni-ZrO2纳米镀层,针对电镀工艺条件,设置正交实验,对每组实验镀层进行电化学测试,分析不同工艺条件下镀层的耐蚀性能.将ZrO2粒子浓度、电镀液温度和电镀电流密度作为神经网络的输入层,将自腐蚀电流密度作为输出层,运用GRNN神经网络和BP神经网络模型,对Ni-ZrO2纳米镀层进行耐腐蚀性能的预测研究.结果 当ZrO2粒子质量浓度为6 g/L、电镀液温度为60℃、电镀电流密度为5 A/dm2时,Ni-ZrO2纳米镀层的性能良好,表现出较小的自腐蚀电流密度.影响Ni-ZrO2镀层自腐蚀电流密度的因素满足ZrO2粒子浓度>电镀液温度>电镀电流密度.运用GRNN神经网络和BP神经网络对4组非正交实验预测的平均相对误差分别为5.30％与10.74％.结论 运用神经模型可以有效地预测不同工艺参数下镀层的耐腐蚀性能,从而优化工艺参数,提高实验效率.在训练样本较少的情况下,GRNN神经网络的预测性能更加精确.     

升流式曝气生物滤池深度处理城市污水的工艺特性

用升流式曝气生物滤池(UBAF)处理城市污水.经二级生化处理后,城市污水可生化性很差,但UBAF对其中的COD、BOD₅、SS、氨氮以及浊度分别有22.2%, 55%, 84.4%, 49%,75.6% 的去除效率.进水的有机负荷,水力负荷对BAF的运行效果均有一定的影响.     

紫外活化过硫酸盐降解磷酸氯喹

以抗新型冠状肺炎药物——磷酸氯喹（CQP）为研究对象,考察其在紫外活化过硫酸盐体系（UV/PS）中的降解效果.通过竞争动力学实验,确定了CQP与羟基自由基（HO·）和硫酸根自由基（SO₄^-·）的二级反应速率常数,同时考察了PS浓度、pH和常见无机阴离子对UV/PS体系中CQP降解的影响,并通过建立动力学模型预测CQP浓度和主要自由基浓度以探究其影响机制.结果表明,UV/PS体系对CQP的降解效果显著优于单一UV、单一太阳光或单一PS体系,在10 min内可降解91.3%的CQP;在pH为6.9的条件下,CQP与HO·和SO₄^-·的二级反应速率常数分别为8.9×10⁹ L·（mol·s）^-1和1.4×10¹⁰ L·（mol·s）^-1,其中SO₄^-·是主要活性物种;CQP的降解速率随PS浓度增加而增大,HCO₃^-和Cl^-的加入对UV/PS体系中CQP的去除起到抑制作用,碱性较强的条件不利于CQP的转化.经LC-MS分析,发现CQP在UV/PS体系中主要经过N-脱乙基化、C—N键断裂和抽氢等反应被逐步降解为其他有机中间产物.加大PS浓度和pH可提高其矿化率.此研究可为抗新冠肺炎医药废水的处理提供帮助.     

臭氧高级氧化法处理化工废水的进展研究

单独臭氧氧化降解化工废水的效率较低,为提高降解效率,研究者们开发了O3/UV、O3/H2O2、O3催化氧化等组合工艺,不仅能够对难降解有机物进行降解,而且最终生成无害的氧气.关于O3/UV、O3/H2O2、O3催化氧化这三种臭氧高级氧化法处理化工废水的协同机理及一些研究进展取得了一定成效,分别阐述了研究者们对各方法一些应用研究,对臭氧高级氧化在化工废水处理领域的应用前景进行了概述.     

苯酚及其衍生物对氨氮生物硝化的抑制研究

利用富集培养的硝化污泥研究了苯酚及其衍生物2,4-二氯苯酚、对氨基酚、邻甲基酚和对硝基酚对氨氮生物硝化过程的抑制特性。结果表明,上述5种酚类化合物对硝化细菌的抑制类型均为非竞争性抑制,抑制常数KI和EC50值相等,分别为2.61、1.92、8.50、1.18和6.65 mg/L。上述5种酚类化合物对硝化细菌的抑制程度由大到小的顺序为：邻甲基酚〉2,4-二氯苯酚〉苯酚〉对硝基酚〉对氨基酚。酚类化合物对硝化细菌的抑制是可逆的,通过简单的抑制剂稀释或洗涤可以使硝化细菌恢复活性。在保证出水水质的前提下,抑制剂存在时硝化工艺的泥龄被迫延长,且抑制程度越大,泥龄延长的程度越大。当系统受到有毒物质冲击时,和调控泥龄相比,调节工艺的进水流量或改变容积负荷是缓冲冲击的更简捷、快速和有效的途径。     

模糊c-均值聚类法在土壤重金属污染空间预测中的应用

基于93个土壤表层样品重金属Cu、Zn、Cr、Cd、Pb和Hg全量浓度分析数据,应用模糊分类方法结合地统计学手段,对南京市边缘带梅山钢铁厂附近总面积约14 km2样区内的土壤重金属污染状况进行了空间预测.结果显示,样区北部及东北角区域的土壤遭受重金属元素Cu、Zn、Cr、Cd的轻微污染,样区西侧沿长江呈带状分布的土壤由于其重金属环境容量较低,存在潜在污染风险,样区其它区域的土壤未发现由上述重金属元素导致的污染现象.样区东北角土壤Pb、Hg污染严重,并与Cu、Zn、Cr、Cd污染在空间上重叠,是土壤重金属污染控制与土壤修复的重点区域.样区的东部和东北部区域土壤受Pb、Hg中度污染,在梅山集团的北部土壤轻微污染.研究表明,与直接对重金属浓度分析数据实施插值分析的常规克里格方法相比,模糊c-均值聚类结合地统计学方法获得的空间预测结果蕴含信息更加丰富,而模糊集理论及其相关算法在土壤学诸多领域中也具有极大的应用潜力.