基于响应面模型的区域大气污染控制辅助决策工具研发

基于CMAQ模型结果,利用高维克里金插值算法,建立了排放控制因子与污染物环境浓度的响应面模型(RSM),实现了大气污染可控源排放与复合污染水平的实时函数响应.研究结果显示,RSM对PM2.5的预测结果与CMAQ实际模拟结果的误差在容许范围内(最大误差小于0.20μg.m-3,3.89%).基于所建立的RSM,开发了RSM-VAT区域大气污染控制可视化辅助决策工具.使用RSM-VAT对美国8个典型城市的PM2.5污染状况进行了控制情景分析,通过"可视化展示"和"图表分析"二大模块,输出不同控制情景下的环境污染物浓度的实时响应图、可视化展示和数据分析图表等结果.     

聚乙烯醇降解酶产生菌发酵培养基响应面法优化研究

为了提高假单胞菌Pseudomonas.sp XT11-Z90S产聚乙烯醇降解酶的能力,用Plackett-Buman实验和响应面分析实验对影响产聚乙烯醇降解酶的9个因素,即发酵培养基的9种组成成分进行了研究,并探讨了影响产酶的主要因素和培养基的最佳组成.结果表明,影响产聚乙烯醇降解酶的3个重要组成为葡萄糖、酵母膏和硫酸铵,其最适浓度分别为0.64、0.22和1.45g.L-1.在最佳浓度和组成条件下,聚乙烯醇降解酶最高酶活为13.5U.mL-1,与优化前的12.1U.mL-1相比,提高了11.6%,且其降解率6h时可达到35.5%.     

基于灰关联的坝地分层淤积量与侵蚀性降雨响应研究

论文在全面调查陕北黄土高原淤地坝的基础上,选取典型淤地坝挖取剖面,进行分层测量取样,利用库容曲线和实测各淤积层的厚度求得各层泥沙淤积量,根据黄土高原暴雨产沙过程原理及淤积过程降雨资料,反演各淤积层所对应的侵蚀性降雨。运用灰色关联分析法,分析计算了坝地泥沙淤积量和侵蚀性降雨的4个指标(降雨侵蚀力R、降雨量P、最大30分钟降雨强度I30、平均降雨强度I)之间的关联度。研究结果表明:侵蚀性降雨4个指标中,降雨侵蚀力R和坝地泥沙淤积量的关系最为密切,降雨量P对淤积量的影响次之,最大30分钟降雨强度I30和平均降雨强度I对淤积量的影响最小;并且建立了坝地泥沙淤积量与降雨侵蚀力R和降雨量P的二元线性回归方程。     

Differential responses of short-term soil respiration dynamics to the experimental addition of nitrogen and water in the temperate semi-arid steppe of Inner Mongolia, China

We examined the effects of simulated rainfall and increasing N supply of different levels on CO2 pulse emission from typical Inner Mongolian steppe soil using the static opaque chamber technique, respectively in a dry June and a rainy August. The treatments included NH4NO3 additions at rates of 0, 5, 10, and 20 g N/（m2.year） with or without water. Immediately after the experimental simulated rainfall events, the CO2 effluxes in the watering plots without N addition （WCK） increased greatly and reached the maximum value at 2 hr. However, the efflux level reverted to the background level within 48 hr. The cumulative CO2 effluxes in the soil ranged from 5.60 to 6.49 g C/m2 over 48 hr after a single water application, thus showing an increase of approximately 148.64% and 48.36% in the efftuxes during both observation periods. By contrast, the addition of different N levels without water addition did not result in a significant change in soil respiration in the short term. Two-way ANOVA showed that the effects of the interaction between water and N addition were insignificant in short-term soil COz efftuxes in the soil. The cumulative soil CO2 fluxes of different treatments over 48 hr accounted for approximately 5.34% to 6.91% and 2.36% to 2.93% of annual C emission in both experimental periods. These results stress the need for improving the sampling frequency after rainfall in future studies to ensure more accurate evaluation of the grassland C emission contribution.     

低温热水解和超声联合破解污泥优化工艺的参数研究

针对国内低温热水解和超声联合技术应用于低有机质剩余污泥厌氧消化预处理领域的实验研究和工艺参数缺陷问题,探讨了低于100℃的低温热水解和超声波技术联合破解剩余污泥的技术可行性及工艺参数的优化.以热水解温度和超声能量为控制参数,以污泥破解度、溶解性蛋白质和多糖浓度为分析指标,通过Box-Behnken设计实验,并根据响应曲面法(RSM)构建了污泥破解的二次多项式预测模型,进而得到各影响因素作用下的最佳破解工艺参数.结果表明,温度对污泥破解的影响较超声能量明显.低温热水解和超声联合作用下,最佳工艺组合为温度80℃和超声能量12000kJ/kgTS,该工艺下的污泥破解结果为污泥破解度39.01%,溶解性蛋白质1360.59mg/L和多糖334.52mg/L,该结果与预测值吻合度较高,表明响应曲面模型所得参数较为可靠,能够为实际应用和推广提供参考.     

响应面法优化CANON工艺处理猪场沼液脱氮性能研究

为了得到全程自养脱氮（completely autotrophic nitrogen removal over nitrite,CANON）工艺处理猪场沼液脱氮性能的最佳工艺条件,以处理实际猪场沼液的连续流CANON工艺为研究对象,采用BBD响应面法优化其关键运行参数,探究了HRT（水力停留时间）、温度和进水ρ（NH₄+-N）各因素的交互作用.结果表明:①HRT、温度和进水ρ（NH₄+-N）对反应器脱氮效率均有显著影响,且数学模型拟合度良好,各因素对TN、NH₄+-N去除率的影响程度由强到弱依次为进水ρ（NH₄+-N）> HRT >温度.②通过BBD响应面法获得最佳脱氮条件为HRT 1.35 d、温度34.4℃、进水ρ（NH₄+-N）415 mg/L.在接近响应面优化后的条件下进行验证试验,得到出水ρ（NH₄+-N）平均值为74.68 mg/L,NH₄+-N去除率为83.05%;出水ρ（TN）平均值为108.28 mg/L,TN去除率为73.91%,与模型预测值较接近.研究显示,BBD响应面法能在较少的试验次数下检验影响因素之间的交互作用,可科学地优化CANON工艺处理猪场沼液的脱氮性能.      

船用铝合金点蚀及阴极保护研究

通过极化试验、循环伏安试验及外加恒电位阴极保护下的腐蚀失重试验,并结合腐蚀形貌观察,研究了5083铝合金在人造海水中的极化及腐蚀特性,并探讨了其阴极保护电位范围。研究表明,50834g@金在人造海水中浸泡一段时间后,由于表面生成钝化膜而提高了点蚀电位;但若阴极保护电位过负,表面会发生析氢反应,且表面局部因碱性过强而造成溶解,因此其合理的阴极保护电位范围为-0．9～-1.10V。     

炼厂液化石油气(高含烯烃LPG)作为车用燃料的试验研究

炼厂液化石油气成分复杂,主体成分包含大量的烯烃,且含有硫、水及其他杂质.将其直接作为汽车燃料,对车辆以及燃料供给系统均存在不同程度的危害.通过试验研究除杂等精制工艺过程,得到了高含烯烃精制液化石油气,消除了杂质对燃料供给系统和发动机的影响.并研究了高含烯烃液化石油气在车辆上的使用性能.试验表明,高含烯烃液化石油气可使车辆的动力性有所提高,排放性能与标准车用液化石油气接近.由于炼厂液化石油气价格相对较低,因此车辆燃料费用大大降低,得到了包括出租车辆在内的广大用户的认可,具有良好的推广应用前景.     

基于响应场的线性规划方法在长江口总量分配计算中的应用

河口区污染源总量分配由于计算的复杂性而受到较多的关注. 以长江口及毗邻海域为例,研究基于响应场的线性规划方法在污染源总量分配计算中的应用. 主要步骤:通过水动力水质模型计算各污染源在单位负荷下的响应场,建立污染源与水质之间的响应关系;构建总量分配计算的优化目标和约束方程,采用线性规划方法,计算污染物环境容量;考虑污染源之间的公平性原则,进行污染源总量分配. 选取有代表性的水文设计条件,完成对COD_Mn,NH₃-N,无机氮和活性磷酸盐的总量分配计算. 在给定的设计水量、水质目标、排污口位置和分配原则等条件下,得到COD_Mn,NH₃-N,无机氮和活性磷酸盐的最大允许入海量分别为200.8×104,16.9×104,22.6×104和1.8×104 t.      

两亲性壳聚糖制备优化及其气浮除藻研究

对壳聚糖（CTS）进行了两亲改性,通过响应曲面实验对比各因素对取代度影响的显著程度且优选出最佳的制备条件,并采用3种两亲性CTS进行了表面改性气浮（PosiDAF）除藻实验,对比了不同条件下的除藻效果且探究除藻机理.结果表明,两亲性CTS水溶性增强,但热稳定性降低;对响应值影响的显著程度为：碳链长度>反应时间>反应温度>原料投加比;以丁基N-2羟丙基三甲基壳聚糖氯化铵（C4-HTCC）为改性剂,投加量为1.0mg/L时改性气浮除藻效果最佳,可达93.47%,源于其改性的微气泡具有较强的静电吸引作用.