耐受高浓度氨氮异养硝化菌的筛选及其脱氮条件优化

研究了异养硝化菌对高浓度氨氮的耐受能力和去除能力.采用多点取样、高浓度氨氮废水强行驯化、驯化液连续梯度稀释、颜色指示剂快速硝化效果检测、平板划线分离等步骤,筛选能耐受高浓度氨氮废水的异养硝化菌株,以各菌株16S rDNA序列的系统发育分析来鉴定其种属,考察了菌株的脱氮特性,并通过提高C/N比和优化菌株配伍的方式对其脱氮能力进行了优化.结果共筛出8株高效的异养硝化菌株,并将其命名为N1～N8.系统发育分析表明8株菌分属丛毛单胞菌属（Comamonassp.）、红球菌属（Rhodococcus sp.）、假单胞菌属（Pseudomonas sp.）、节杆菌属（Arthrobacter sp.）、副球菌属（Paracoccus sp.）,其对起始氨氮浓度为256.9 mg.L-1、C/N=5.5的人工废水,72 h后氨氮去除率约在65%～80%之间,其中最高为N4的80.2%.若将上述废水的C/N比提高至8.0,则各菌株的氨氮去除率相应提高至约80%～90%.部分菌株配伍后脱氨氮效果优于任一单菌株,其中N4＋N5＋N6对起始浓度为261.1 mg.L-1的氨氮、在C/N=5.5的条件下,48 h去除率为88.2%.将N4＋N5＋N6组合驯化菌液,则能将该氨氮去除率提高至99.8%;在将起始氨氮浓度提高至446.9 mg.L-1、C/N比降为3.2后,52h后氨氮去除率亦可达99.9%,且最终几乎无亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的积累,总氮去除率为66.5%,菌株同化的氮仅占损失氨氮的33%.可见驯化菌液中一些未能分离的菌株对分离出的菌株的脱氨氮效果有显著的协同作用.     

析因设计DLLME-SFO同时萃取水中EDCs的应用

采用全析因设计对分散液液微萃取-上浮溶剂固化(DLLME-SFO)同时萃取水中五种环境内分泌干扰物包括雌酮(E1)、雌三醇(E3)、双酚A(BPA)、己烯雌酚(DES)和壬基酚(NP)的条件进行优化,建立了预测回归方程,并分析了因素对DLLME-SFO萃取回收率的影响。利用SAS软件分析得到的最优条件为盐浓度(m/v)15%、水样体积3 mL、分散剂(甲醇)体积0.5 mL以及萃取剂(十二醇)体积120μL。在优化萃取条件下,E1、E3、BPA、DES和NP萃取回收率的预测值分别为46.17%、74.38%、79.20%、69.62%和73.05%,实验验证值分别为44.15%、87.76%、77.83%、77.68%和70.01%,实验值与预测值的相对偏差小于10%。将建立的DLLME-SFO方法用于测定实际水样中的目标化合物,结果显示实际水样中E3、BPA、DES、E1和NP同时萃取回收率分别为64.81%~76.18%,88.09%~83.15%,68.38%~70.08%,66.37%~68.72%,68.35%~72.80%,相对标准偏差(n=3)在1.47%~8.09%之间。     

好氧/厌氧潜流湿地结构工艺优化

前期研究表明在人工潜流湿地(SFCWs)中设置好氧段和厌氧段可显著提高SFCWs对COD、NH4+-N的去除率.然而曝气产生的富氧环境不利于NO3--N和NO2--N的去除,一定程度上抑制了反硝化反应的进行.反硝化程度较低是实验中仍需进一步解决的问题.本研究在前期研究的基础上,对好氧/厌氧多级串联潜流人工湿地结构及工艺进行了改进优化,采用多点进水的措施来强化反硝化过程,并设计相应的区段去除该部分污染物.结果表明,水力负荷约为0.06m3.(m2.d)-1时,进一步优化结构和比例的好氧-缓冲-厌氧-缺氧-好氧曝气多点进水湿地对COD、NH4+-N和TN的去除率可达到91.6%、100%和87.7%.在补充进水之后的区段,COD/N迅速升高到10以上,做到了补充碳源的同时最大限度地利用湿地去除污染物.改良后的湿地达到了净化工艺优化的目的,为提高人工湿地总氮去除效率提供了理论依据及应用基础.     

生物脱氮除磷系统内微生物种群优化的研究进展

微生物在活性污泥污水处理系统中具有至关重要的作用,活性污泥内微生物种群的组成决定了系统污染物的去除性能。本文针对污水生物脱氮除磷系统中微生物的种群优化进行了概述,主要介绍了AOB和NOB、PAOs和DPAOs以及GAOs和PAOs的相互关系,并分析了其种群优化的调控途径。     

Fault propagation behavior study and root cause reasoning with dynamic Bayesian network based framework

The Bhopal disaster was a gas leak incident in India, considered the world's worst industrial disaster happened around process facilities. Nowadays the process facilities in petrochemical industries have becoming increasingly large and automatic. There are many risk factors with complex relationships among them. Unfortunately, some operators have poor access to abnormal situation management experience due to the lack of knowledge. However these interdependencies are seldom accounted for in current risk and safety analyses, which also belonged to the main factor causing Bhopal tragedy. Fault propagation behavior of process system is studied in this paper, and a dynamic Bayesian network based framework for root cause reasoning is proposed to deal with abnormal situation. It will help operators to fully understand the relationships among all the risk factors, identify the causes that lead to the abnormal situations, and consider all available safety measures to cope with the situation. Examples from a case study for process facilities are included to illustrate the effectiveness of the proposed approach. It also provides a method to help us do things better in the future and to make sure that another such terrible accident never happens again.     

管式加热炉间壁式空气预热器现状分析及方案优化

管式加热炉排出的高温烟气夹带大量的热量,降低排烟温度、减少排烟热损失可以提高加热炉的热效率,以目前常用的烟气直接预热空气和烟气间接预热空气两个方案进行对比分析,找出存在问题,并对烟气预热器的结构、排列方式进行改进,降低管式加热炉的能耗。     

改进的Elman神经网络在瓦斯涌出量预测中的应用

在煤矿瓦斯灾害中,煤矿瓦斯突出是导致瓦斯重特大事故的主要原因之一。目前常用的基于反向传播(BP)神经网络和遗传算法-Elman神经网络(GA-ENN)耦合算法等建立瓦斯涌出量预测模型的预测方法在收敛性和精度上均存在一定的缺陷。提出了一种利用混沌免疫遗传优化算法(CIGOA)对Elman神经网络进行改进的新型智能优化算法来增强粒子的活性,提高其局部搜索能力和全局优化能力,克服了遗传算法(GA)的固有缺陷。对煤矿现场跟踪实测后进行仿真分析,结果表明:运用提出的CIGOA-ENN预测模型预测的最大相对误差为4.47%,最小相对误差为1.12%,平均相对误差为2.27%,明显小于BP神经网络和GA-ENN等预测模型的预测结果,表明CIGOA-ENN预测模型的输出结果更精确,对瓦斯涌出量预测系统的辨识误差更小,性能更优越。     

高层建筑火灾初期人员疏散策略的优化分析

通过分析高层建筑火灾条件下的人员安全疏散问题,构建了高层建筑火灾初期的垂直疏散模型,并提出2种疏散策略.策略Ⅰ:电梯停靠层以下全部用楼梯疏散,停靠层及以上楼层用电梯疏散;策略Ⅱ:各楼层人员按不同比例通过电梯进行疏散.然后通过调用随机函数,在一个动态运行模式下求解模型,分析停靠层、楼层人数及电梯疏散人数比例对疏散效果的影响,得到2种策略条件下的近似最优解.分析楼梯、电梯的疏散规律,得出楼层人数、电梯停靠层和电梯疏散人数比例对疏散效果的影响并非单一的线性关系:楼层人数较少时,随楼层的增加,电梯疏散更具优势;楼层人数过多时,电梯、楼梯的疏散效果都不明显,此时需要合理确定通过楼梯、电梯疏散的人数比例才能提高疏散效果.比较2种策略发现,策略Ⅱ疏散时间更短,而策略Ⅰ在现实中的运行能力和可操作性更强.     

基于Ventsim系统的通风井巷断面优化研究

进行通风井巷断面优化须同时考虑巷道断面的经济最优和安全可靠.经济最优是井巷优化的基建费用、维护费用和通风费用之和最小.安全可靠是井巷优化断面尺寸能同时满足通风风速和行人运输的要求.先运用Ventsim三维通风动态仿真系统建立矿井通风系统三维模型,进行通风系统风网数据解算和风流动态模拟,并在此基础上,运用Ventsim系统对需优化断面进行经济断面选型;然后,对经济断面进行通风安全性和行人运输安全性验证,确定巷道优化断面;最后,将此方法应用于板溪锑矿回风斜井和明斜井的优化中,结果表明,用这种方法进行通风井巷断面优化有实际工程意义.     

铜锈环棱螺室内实验条件优化

铜锈环棱螺作为一种新兴的潜在生态毒理学模式生物,适宜实验条件是开展其室内毒理学研究的基础。在人为控制条件下,初步探讨了饵料、水深、底质、密度和钙离子浓度养殖条件对铜锈环棱螺成体生长的影响,并进一步对麻醉条件进行了筛选(Mg Cl2·2H2O、乙醇、丁香酚、盐酸普鲁卡因和MS-222)。结果表明:当投喂冰鲜小球藻、密度6个·L-1水体积、水深10~15cm、泥土底质并且水中钙离子浓度30 mg·L-1时,铜锈环棱螺的体重增长最为明显。麻醉效果表明,Mg Cl2·2H2O对成螺的麻醉时间短并且伤害小,可作为实验用麻醉剂首选。以上研究结果为发展以铜锈环棱螺为模式生物开展环境(生态)毒理学研究奠定了基础。