造纸废水处理过程的高斯过程回归软测量建模

针对造纸废水处理系统的时变性、非线性和复杂性等特点,本文提出一种基于高斯过程回归的软测量模型.基于平方指数协方差、线性协方差和周期性协方差函数组合构建了7种高斯过程回归模型,分别对出水化学需氧量和出水悬浮固形物浓度进行回归预测.此外,还对比了多元线性回归模型、主成分回归模型、偏最小二乘模型、人工神经网络模型和高斯回归模型的预测效果.对比计算结果表明无论是对输出变量的训练拟合还是预测,高斯过程回归模型的拟合效果均优于非高斯过程回归模型.高斯过程回归模型的预测结果表明：对于出水化学需氧量,线性协方差函数与周期性协方差函数的组合模型可以取得最好的预测结果;对于出水悬浮固形物,平方指数协方差函数与线性协方差函数组合模型可以取得最好的预测结果.     

常州市冬季大气污染特征及潜在源区分析

为了解常州市冬季大气污染特征,对2013—2015年常州市冬季PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂、CO数据进行分析,并结合HYSPLIT 4.9模式研究不同气团来源对常州市各污染物浓度的影响及潜在污染源区分布特征.结果表明,常州市冬季以PM_2.5污染为主,其占冬季首要污染物的90%以上,冬季PM_2.5小时浓度对应的空气质量级别以良和轻度污染出现频次最多,冬季的ρ（PM_2.5）对ρ（PM_2.5）年均值的贡献率高达37.4%,不完全燃烧是颗粒物的一个重要来源.冬季ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（SO₂）、ρ（NO₂）和ρ（CO）的日变化均呈双峰分布,两个峰值分别出现在交通的早高峰和晚高峰附近.ρ（NO₂）在晚高峰明显大于早高峰,而ρ（SO₂）和ρ（CO）表现为早高峰大于晚高峰.常州市CO/NO_x和SO₂/NO_x的分析结果表明,常州市交通源的贡献明显,点源对常州市的空气质量的影响也较大.1和6 h的ρ（PM_2.5）梯度变化可判识细颗粒物的爆发性增长.冬季常州市受到西北、西和西南等地区的大陆性气流影响较大,其对应的ρ（PM_2.5）、ρ（PM₁₀）、ρ（SO₂）、ρ（NO₂）和ρ（CO）平均值相对较高,且对应的污染轨迹出现概率较大.偏东方向的气流由于移动速度慢,不利于污染物扩散易造成污染累积,导致ρ（PM_2.5）、ρ（SO₂）和ρ（NO₂）相对较高.WPSCF（源区分布概率）高值区（>0.5）集中于从芜湖至上海的长江中下游区域和杭州湾区域.PM_2.5、PM₁₀、SO₂、NO₂和CO潜在源区存在较大差异性,NO₂、SO₂和CO本地化的潜在贡献较PM_2.5和PM₁₀更明显.此外,受船舶等影响海洋源区对NO₂、SO₂和CO的潜在贡献较大.研究显示,长三角区域的大气污染物以本地污染为主,但远距离污染输送贡献也不容忽视.      

德国分散式污水处理系统微生物群落结构及功能

以德国分散式污水处理系统为研究对象,通过16S rRNA测序,研究2个反应器中微生物群落结构,利用PICRUSt软件对其功能进行推演.结果表明,冬季,污水厌氧膜生物反应器（AnMBR）内温度20℃,进水COD 712mg/L时,出水可获得52%的COD平均去除率,产气率为122L/kgCOD;固体废物厌氧反应器（PSD）内温度37℃,反应器内COD 3007mg/L时,可获得374L/kgVSS的产气率.2个反应器具有相似的微生物组成,对细菌,Synerigistaceae科的相对丰度最高（AnMBR：24.0%±10.0%;PSD：11.0%±3.1%）;对古菌,Methanobacteriaceae科的相对丰度最高（AnMBR：0.6%±0.3%;PSD：13.8%±1.8%）;2个反应器的功能基因组成也相似,产甲烷都以H₂还原CO₂的通路为主.PSD反应器中H₂还原CO₂通路相关基因、F420合成相关基因、辅酶M合成相关基因的相对丰度都高于AnMBR反应器.     

Addressing the challenges of implementing safety instrumented systems in multi-product batch processes

Adapting the requirements of IEC 61511 to a batch system can be frustrating, particularly for multi-product units. While a Safety Instrumented System (SIS) for continuous operation is often a straightforward detect-decide-act loop, implementing a SIS for a batch system may involve multiple safety functions, time- or state-dependence, intricate calculations, or complex installations. Relationships between the SIS elements and the basic process control system (BPCS) must be tightly managed, providing both for the safety of the unit and its ability to operate without spurious trips or other hindrances. These issues are further complicated when multiple products requiring different functions or setpoints are produced in the same SIS-protected batch unit.This paper will discuss the challenges particular to the design, operation, and maintenance of a SIS in multi-product batch operations and present practical options for successfully resolving the concerns. A key insight into successful adaptation is treating the batch SIS as a “permission” system for the BPCS to operate. Although many items can be addressed through clever engineering practices, sustainable success relies on proactive, robust management of the safety lifecycle.     

油气管道盗孔补板修复结构强度分析

运用非线性有限元计算方法,对管道补板结构在内压载荷作用下的应力状态进行分析,研究管道补板修复结构的承压薄弱点与最优修复尺寸。研究结果表明,补板结构导致管道开孔附近区域内应力分布不均匀,出现局部应力集中现象;补板结构的危险区为补板与管体交界处45°~90°局部范围;与管道壁厚相近的补板壁厚和3倍孔径的补板长度具有更佳的修复效果。     

基于城市规划的开封市地质环境风险评价

随着城市化进程的加快,城市地质环境风险评价作为缓解日益严峻的人地矛盾,科学合理地利用地质环境的有效措施,对城市的规划和可持续发展有着十分重要的指导意义。针对开封市的城市规划,将不同类型功能区作为评价对象,建立了地质环境危险性和社会经济易损性评价指标体系,并采用通用的风险评价模型对开封市地质环境风险进行了评价。评价结果显示:开封市高风险区面积占1.21%;次高风险区面积占11.89%;次低、低风险区面积占86.9%。根据评价分区结果,提出了功能优化和风险防控建议。     

基于低碳效益的微电网能量优化调度

根据微电网中各分布式电源(DG)的特点,综合考虑各DG的安装、运行、维护成本、碳排放治理成本以及风电、光伏补贴等,分别构建各微源的低碳综合成本模型,在满足系统约束的条件下,提出一种计及微电网低碳效益的能量优化调度模型。深入挖掘微电网的低碳效益,确定微电网优化调度运行策略,依据构建的调度模型,应用混沌粒子群算法(CPSO)解决各个实用的运行策略中的优化调度问题。通过仿真验证了模型和算法的有效性,并对各运行策略及大电网供电对比分析,证实微电网的低碳效益明显。     

深圳市大鹏新区生态保护红线划定技术方法研究

生态保护红线是环境保护管理方法的一种创新,目前的研究多是针对生态功能和敏感性划定空间红线,对环境质量和资源承载能力的考虑相对较少.本文以深圳市大鹏新区为研究对象,在保障区域生态红线的性质不变、功能不降和面积不减的基础上,分别从环境质量红线、生态功能保障红线和资源利用3个方面开展生态保护红线的划分.结果表明:生态功能保障红线与生态控制线基本吻合,环境质量红线包括水环境容量利用红线和大气环境容量红线,其中,水环境容量红线为CODCr、NH3-N、TN和TP可利用的环境容量,分别为720.5、36.4、67.5和6.67t·a-1;大气环境容量红线为轨道交通分担50%的运力时,机动车为20000辆·d-1.资源利用红线为大鹏新区的最适旅游承载力,为18555人次·d-1,即677.3万人次·a-1.划分结果较好地反映了大鹏新区经济发展的自然和环境制约,可以为大鹏当地经济发展和环境保护管理提供相应的技术支持.     

污泥厌氧发酵产酸关键影响因素的函数模型研究

本研究以城市剩余污泥预处理液作为底物,调节底物不同C/N比,测定了厌氧发酵过程中几种关键酶的酶活及发酵产物乙酸、丙酸及丁酸的浓度.同时,利用Matlab软件通过回归分析和函数拟合构建了C/N比-关键酶活-酸产量之间的多项式函数模型,发现所建立的二元三次多项式模型的拟合优度R2均大于0.9,且残差平方和较小,因此,判定二元三次多项式更适合描述C/N比-关键酶活-酸产量的数学关系.最后,建立了关键酶活、C/N比和产酸量三因素间的曲面模型,发现该模型能够很好地描述污泥厌氧发酵中C/N比条件对关键酶和产酸类型的影响,并能进一步预测C/N比所对应的酶活和产酸发酵类型,可为今后的实验研究及工程放大提供理论参考.     

可耗竭资源开采追加投资行为研究

目前,我国可耗竭资源开采回采率普遍较低,企业可以通过追加投资来提高资源的管理及技术水平,进而提高资源开采回采率,减少资源浪费.文中基于Hotelling横向差异化模型,构建了一个三阶段动态博弈模型,采用逆向归纳法的思路,分析了可耗竭资源开采企业追加投资的动态行为.首先在企业通过竞争形成的价格和市场份额给定的基础上,分析第三阶段实行价格歧视消费者的转移情况,得到两企业的竞争策略;接着将第三阶段的最优价格策略和利润考虑到第二阶段中,讨论两企业的价格竞争均衡问题,分别得到两企业的需求;最后将第二阶段的利润贴现到第一阶段,可得到企业追加投资的策略,给出了该动态博弈模型存在唯一子博弈完美纳什均衡的条件和企业最佳追加投资规模.研究结果表明,要使企业追加投资就必须要求追加投资的回报率足够高,当企业追加投资的回报率很高时,只要较小的追加投入就会产生较大的边际成本减少量,获得较大的竞争优势,甚至会将不进行追加投资企业挤出市场;当投资回报率给定时,企业追加投资的激励是取决于其耐心,即企业对未来收益关注越多,则追加投资的规模也越大.