Optimizing mixture properties of biodiesel production using genetic algorithm-based evolutionary support vector machine

Nowadays, biodiesel is used as one of the alternative renewable energy due to the increasing energy demand. However, optimum production of biodiesel still requires a huge number of expensive and time-consuming laboratory tests. To address the problem, this research develops a novel Genetic Algorithm-based Evolutionary Support Vector Machine (GA-ESIM). The GA-ESIM is an Artificial Intelligence (AI)-based tool that combines K-means Chaotic Genetic Algorithm (KCGA) and Evolutionary Support Vector Machine Inference Model (ESIM). The ESIM is utilized as a supervised learning technique to establish a highly accurate prediction model between the input--output of biodiesel mixture properties; and the KCGA is used to perform the simulation to obtain the optimum mixture properties based on the prediction model. A real biodiesel experimental data is provided to validate the GA-ESIM performance. Our simulation results demonstrate that the GA-ESIM establishes a prediction model with better accuracy than other AI-based tool and thus obtains the mixture properties with the biodiesel yield of 99.9%, higher than the best experimental data record, 97.4%.     

Clam shell catalyst for continuous production of biodiesel

Continuous flow transesterification of waste frying oil (WFO) with methanol for the biodiesel production was tested in a laboratory scale jacketed reactive distillation (RD) unit packed with clam shell based CaO as solid catalyst. The physiochemical properties of the clam shell catalysts were characterized by X-ray Diffraction (XRD), Brunauer–Emmett–Teller (BET), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Energy Dispersive Atomic X-ray Spectrometry (EDAX). The effects of the reactant flow rate, methanol-to-oil ratio, and catalyst bed height were studied to obtain the maximum methyl ester conversion. Reboiler temperature of 65°C was maintained throughout the process for product purification and the system reached the steady state at 7 hr. The experimental results revealed that the jacketed RD system packed with clam shell based CaO showed high catalytic activity for continuous production of biodiesel and a maximum methyl ester conversion of 94.41% was obtained at a reactant flow rate of 0.2 mL/min, methanol/oil ratio of 6:1, and catalyst bed height of 180 mm.     

固体废物全过程管理中固体废物鉴别研究

对固体废物应进行全过程管理,固体废物鉴别是固体废物全过程管理的基础和关键,包括依据产生来源鉴别和过程鉴别两种方法,依据产生来源鉴别包括丧失原有利用价值的物质、在生产过程中产生的副产物、环境治理和污染控制过程中产生的物质、其他物质四类,在每一类中详细地列举了属于该产生来源的具体固体废物种类名称,便于理解和增强可操作性。过程鉴别包括在固体废物再生利用过程和处置过程中的固体废物鉴别两类,其中在再生利用过程的固体废物鉴别中明确指出了固体废物再生利用产物只有同时满足产品质量标准要求、国家污染控制标准要求以及有实际市场需求、固定用户等条件时,才不作为固体废物管理,在处置过程的固体废物鉴别中具体地列出了处置固体废物全过程中仍然作为固体废物管理的国际惯用处置方式。同时,给出了清晰的"原料—产品—固体废物—处置或产品"全过程中固体废物的产生节点和相应的固体废物类别图,为固体废物鉴别工作提供参考,使固体废物全过程管理有的放矢,有效防止固体废物对环境和人体健康造成的危害。     

中和共沉淀—铁氧体法处理含镍、铬废水的实验研究

利用中和共沉淀—铁氧体法处理甘肃某稀有金属生产企业产生的含镍、铬废水,同时对该废水的处理工艺条件进行了实验研究。经测定,废水中Ni 2+质量浓度为50mg/L,Cr(Ⅲ)质量浓度为87mg/L。通过实验得到处理工艺的最佳条件:投料摩尔比(Fe2+/(Ni 2++Cr2O2-7))为9,pH=9,温度为70℃。出水中镍、铬均可达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)中第一类污染物最高允许排放浓度的要求,为中和共沉淀—铁氧体法处理混合重金属废水的工艺条件研究提供了参考。     

好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能

为考察不同接种污泥培养好氧硝化颗粒污泥的可行性,分别采用絮状活性污泥和厌氧颗粒污泥作为接种污泥,在气升内循环序批式反应器(SBAR)中进行好氧硝化颗粒污泥的培养,探讨不同性质的种泥对好氧硝化颗粒污泥的培养及其性能影响.结果表明,以絮状活性污泥、厌氧颗粒污泥为接种污泥均可培养出好氧硝化颗粒污泥,其颗粒成熟时间分别为62和80 d,SVI为25.52和27.68 mL/g,氨氮去除率为93.15％和75.43％,COD去除率在90％以上,SOUR、Zeta和EPS显著提高,微生物活性及疏水性能增强,以絮状活性污泥培养的好氧硝化颗粒污泥性能更优.     

MFC强化同步短程硝化反硝化工艺的启动

微生物燃料电池(MFC)可在阴极实现反硝化、短程反硝化和同步硝化反硝化并产生电能,但在MFC阴极实现同步短程硝化反硝化的研究尚未见到报道。为了探讨MFC阴极同步短程硝化反硝化工艺的性能,将双室曝气阴极MFC与A/O脱氮工艺结合处理人工模拟低碳氮比废水。通过静置运行15 d使得MFC阴极室亚硝态氮得以积累,氨氧化菌得以富集。随即改为连续运行后第21天成功启动同步短程硝化反硝化MFC;阴极出水氨氮浓度为0.3 mg/L,亚硝态氮浓度为15.9 mg/L,硝态氮浓度为0.6 mg/L,亚硝化率达到95%以上,阴极电极自养反硝化去除率达到50%以上,COD去除率达到85%以上。结果表明,将MFC与同步短程硝化反硝化工艺结合,通过阴极室中氧气得电子获得高p H,可以强化同步短程硝化反硝化工艺,完成生物脱氮的同时回收电能,并具有减少外加碱度的优势。     

采用水解酸化-复合好氧处理制药工业废水的工艺评价

以制药工业综合废水处理为例对其采用的两级水解酸化复合好氧工艺的处理效果进行评估。按常规指标进行评估,该工艺对于制药综合废水的处理效果达到了设计目的,COD去除率可达到78.2%以上,NH+4-N的去除率达到99.3%,出水质量基本满足"污水综合排放标准(GB8978-1996)"二级标准和"辽宁省污水综合排放标准(DB21.1627-2008)";急性毒性的检测表明,经过该工艺处理后出水为低毒性;三维荧光谱分析(EEM)表明,制药综合废水经生物处理后的可溶性有机物中仍然存在难降解物质,建议增加物化处理以提高处理效果;并且制药废水经处理后的出水中的盐度对排入的生态系统存在风险,建议纳入排放标准以加强管理。     

我国腈纶废水物化预处理方法的研究进展

结合我国腈纶废水的特征,系统归纳了近年来我国腈纶废水常用物化预处理方法的研究进展。物化预处理方法包括内电解法、混凝法、Fenton氧化法、电解法、臭氧氧化法、光催化氧化法、微波法等。这些方法普遍存在高成本、高能耗、实际运行费用大等问题。对未来物化预处理方法的研究方向提出了建议。最后指出,腈纶废水的处理应朝着节能高效和资源化的方向发展,推动我国腈纶废水处理技术的不断进步和完善。     

燃煤锅炉烟气脱硫废水处理技术研究进展

对目前国内外燃煤锅炉烟气脱硫废水处理的多种方法,如混凝－沉淀法、流化床法、人工湿地法、单质铁法、微滤膜法、生化法和改良混凝－沉淀法等进行了分析评述。研究发现,开发技术集成度大、流程短、药剂种类和用量少、一次性投资以及运营费用低的工艺技术是未来发展的方向,而改良混凝－沉淀法脱硫废水处理技术符合要求,是一项值得加强应用研究和推广的新技术。     

超声强化高级氧化技术降解水中有机污染物的研究进展

介绍了用于降解水中有机污染物的超声强化技术,分析了超声与臭氧氧化、Fenton试剂氧化和光催化氧化等高级氧化技术联用的机理,综述了这些联用技术在降解有机污染物方面的研究进展,并展望了超声强化高级氧化技术的发展前景。