上流式多级厌氧反应器UMAR处理蔗渣废水的应用

研究上流式多级厌氧反应器UMAR在甘蔗渣喷淋高浓度有机废水的应用,结果表明:进水温度28～30℃,UMAR进水pH为7.0～8.0,进水COD为7000～7700mg/L,出水COD为728～750 mg/L,COD去除率为90%,上流式多级厌氧反应器UMAR处理蔗渣废水,具有较好的处理效果。     

过氧化氢湿式氧化法处理偶氮染料废水的动力学及可生化性影响研究

在100 m L连续釜式反应器中,研究了过氧化氢湿式氧化法(WPO)处理酸性红B染料模拟废水的影响因素、可生化性变化和动力学特征。结果表明,WPO法适于处理浓度较高的偶氮染料废水,废水进水p H宜保持在中性;能明显改善偶氮染料废水的BOD5/CODCr值,提高废水可生化性;通用动力学模型能较好地预测酸性红B染料废水的湿式氧化宏观过程。     

糖蜜酒精废水的两级UASB处理技术研究

研究了两级上流式厌氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Bed,UASB)反应器处理糖蜜酒精废水的效果。进水COD负荷为28 kg/(m~3·d)时,污泥中微生物活性受到一定抑制,反应器运行效果变差,但仍能稳定运行。糖蜜酒精废水经稀释后进入一级UASB反应器,一级厌氧出水直接作为二级UASB反应器的进水。试验结果表明,经过两级厌氧消化,废水的COD和硫酸根总去除率分别稳定在65%和88%左右,二级厌氧出水COD浓度为9 000 mg/L左右,硫酸根浓度为300 mg/L。一级厌氧处理对COD和硫酸根的去除贡献较大,去除率分别为45%和70%左右,产气效果也较好,日产气量达到35 L左右,甲烷含量70%左右。出水硫化物浓度随进水硫酸根浓度增加而升高,最终一级厌氧出水达到568.8 mg/L,二级厌氧出水达到720mg/L。MPB电子流所占比重随进水COD负荷提升而增大,最大为85.8%。     

木薯淀粉废水中氰根离子对厌氧生物处理的影响研究

模拟实验结果表明,温度、CN-浓度以及p H值对厌氧生物处理含氰木薯淀粉废水的效果有决定性的影响。运行温度在34℃到38℃之间时,厌氧微生物处理含氰木薯淀粉废水具有较高的COD去除率,36℃时去除率最高;当CN-浓度高于24mg/L时,处理效果会随其浓度的升高而快速下降;厌氧微生物处理木薯淀粉废水需要调节进水p H值保持反应系统p H值在6.5~7.5范围内。     

内循环厌氧反应器处理草浆黑液过程中基质降解的动力学研究

利用自行设计的内循环厌氧反应器对草浆黑液进行处理试验研究,确定了处理草浆黑液时的产气动力学模型和基质降解动力学模型。在35±2℃、pH7.3～7.8、C∶N∶P=350∶50∶1和黑液COD浓度为1000～5000mg/L条件下,产气系数为0.091h-1,污泥床区与精处理区基质降解动力学常数分别为101.3h-1和0.021h-1。COD去除率可达70.08%。     

厌氧反硫化沉淀法预处理高硫有机废水试验研究

在水解酸化反应器中经过四个阶段水力负荷提升,对最终接近实际废水水质条件(CODCr浓度为9 300 mg/L,当量有机硫化物浓度534 mg/L)的高硫有机废水进行了厌氧生化处理,获得了CODCr容积负荷为11 kg/(m~3·d)的运行能力,硫化物对厌氧微生物的抑制浓度为400 mg/L,有机硫化物反硫化率达到80%,CODCr去除率达到54%.利用沉淀法去除硫化物,考察了沉淀剂加入量、搅拌速度、初始p H值对硫化物去除效果的影响,确定了除硫工艺条件为初始p H=7.5,n(Fe~(2+))∶n(S~(2-))=1.1的FeCl_2·4H_2O投加量,80 r/min的搅拌速度下搅拌30 min,此条件下硫化物去除率可达81%.     

中试规模厌氧序批式反应器的工艺特性

采用有效容积为100L的中试规模厌氧序批式反应器(ASBR)处理合成废水,研究进水时间、搅拌、有机负荷等因素对反应器运行效果的影响,并对反应器的抗冲击性能进行了考察.结果表明,进水时间和搅拌是影响反应器运行效果的两个重要因素.高负荷运行时进水时间越短,系统对废水的化学需氧量(COD)去除率越低;适当地搅拌可以缩短反应时间,提高系统的处理能力;有机负荷的提高有利于废水化学需氧量的去除;进水pH值和温度突然变化并没有对反应器的运行产生很大的影响,中试规模ASBR反应器具有很强的抗冲击性能力.     

新型(IC)厌氧反应器处理酒厂废水的试验研究

采用新型的内循环(IC)厌氧反应器处理酒厂废水,研究了水力条件、进水方式和温度对IC厌氧反应器形成内循环和运行性能以及COD去除率的影响,进而确定IC厌氧反应器最适宜的容积负荷率。研究结果表明:最佳的进水方式是以切线方向从底部进入,这时,在一定的进水速度下,可形成缓慢的上升旋流和保持良好的内循环,从而能达到较好的污泥膨胀率和较高的COD去除率;最佳的水力停留时间为6h;最适宜的进水温度为35℃,这时的污泥膨胀率为68%,COD去除率为80%;IC厌氧反应器最适宜容积负荷率为20kg(/m3.d),此时COD去除率为80%左右。     

固定化漆酶在SBR处理造纸废水中的应用

固定化漆酶投入反应器处理造纸废水,当进水COD为1265.87 mg/L,固定化酶组COD去除率为65.64%,对照组COD去除率为61.42%,COD去除率提高了6.87%。提高进水负荷至1641.31 mg/L,固定化酶组COD去除率为58.76%,对照组COD去除率为47.94%,COD去除率提高了22.57%,说明反应器接入固定化漆酶后抗进水负荷冲击能力提高。当进水p H改变时,固定化酶组反应器具有较高的COD去除率。说明反应器接入固定化漆酶后抗进水p H冲击能力提高。     

毛皮加工废水厌氧生物处理效能的初步研究

在中温条件下,采用内循环(IC)厌氧反应器对挥发性脂肪酸(VFA)含量较高的羊剪绒加工废水进行为期60d的现场试验研究,探索了IC厌氧反应器处理毛皮加工废水的运行效能。结果表明:供试废水可适应IC厌氧反应器并迅速启动;稳定运行阶段,当进水COD_(Cr)低于3 000mg/L,控制废水COD_(Cr)浓度稳定且预酸化度在45%左右时,VFA积累不明显,系统出水COD_(Cr)去除率稳定保持在55%左右。当进水COD_(Cr)大于3 000mg/L且波动较大时,VFA出现明显积累,COD_(Cr)平均去除率为50%。整个运行期间,废水中油脂平均去除率为61.3%,对应的水力停留时间(HRT)为6h,与现行水解酸化或好氧处理效率相比,均有显著提高,反映出IC厌氧反应器对此类废水具有良好的工程适应性。     

鲜切藕片热风薄层干燥工艺优化及数学模型建立

利用单因素和正交试验以及SPSS12.0 等方法,在热风薄层干燥平台上对鲜切藕片的热风薄层干燥工艺及数学模型进行系统研究。结果表明,鲜切藕片热风薄层干燥的最佳工艺条件：热风温度70℃、风速0.3m/s、装样量40g。在该最佳工艺条件下,产品的干燥速率、碘蓝值、白度和复水性4 个指标均达到最好的水平,建立鲜切藕片的热风薄层干燥数学模型为MR=0.857412114exp(－ 0.050102613t) (R2=0.96537)。通过预测值和测定值的比较,表明该方程能够较好的模拟该条件下鲜切藕片的干燥过程。     

预测造纸废水出水指标的随机森林建模方法

出水化学需氧量(COD)与出水固形物含量(SS)是评价造纸废水处理工艺好坏的重要指标。为了更好地对其进行预测,提出了一种基于随机森林(RF)模型的方法,并以R语言为工具进行回归预测。对比偏最小二乘(PLS)模型、支持向量回归(SVR)模型、人工神经网络(ANN)模型等常规预测模型,发现RF模型具有预测精度高,结果误差小,泛化能力好,调整参数少等优点。在对出水COD进行预测时,RF模型的相关系数r为0.7954,相比于PLS、SVR、ANN分别提高了8.88%、10.73%、14.68%。在对出水SS进行预测时,RF模型的相关系数r为0.8551,相比于PLS、SVR、ANN分别提高了15.43%、24.25%、30.79%。     

Sorption of citrus flavour compounds on XAD‐7HP resin during the debittering of grapefruit juice

Grapefruit juice made from concentrate was debittered using a laboratory‐scale downflow column packed with XAD‐7HP adsorbent resin. Sorption of the bitter principle naringin was analysed by high‐performance liquid chromatography. In addition, the influence of the debittering process on the flavour of the juice was investigated using headspace gas chromatography for the volatile flavour compounds α‐pinene, β‐myrcene, d‐limonene, α‐terpineol and β‐caryophyllene. Kinetic constants were determined for all substances using the Lagergren adsorption model. The debittered juices showed a selective shift in their reduced flavour profile. Reduction of naringin to 51.28% of its initial value led to a decrease in α‐terpineol to 43.05%, whereas the other flavour compounds ranged from 76.27% (β‐myrcene) to 92.76% (β‐caryophyllene). The column flow rate influenced the adsorption of α‐terpineol and naringin. The highest affinity for adsorption was consistently observed for the off‐flavour α‐terpineol, which indicates a promising option for its selective removal from processed juices during debittering.     

中红外-热风组合干燥牛肉干水分预测模型研究

根据牛肉红外吸收光谱图,选择牛肉干中红外-热风组合（combined mid-infrared and hot air,CMIHA）干燥的红外波长条件下进行干燥,并与传统热风（hot air,HA）干燥比较,研究CMIHA与HA的干燥特性;通过优化加热距离分别为8、12、16 cm的最佳干燥模型及基于Visual Basic（VB）软件对模型进行编程,建立CMIHA干燥牛肉干水分快速预测模型。结果表明：与HA干燥相比,CMIHA干燥能够显著提高牛肉干干燥过程中内部温度、外部温度以及内外温差（P＜0.05）,进而显著降低耗时、耗能（P＜0.05）;此外,Modified Henderson and Pabis模型为CMIHA干燥牛肉干最优模型（R2＞0.999）,同时CMIHA干燥牛肉干水分预测模型能够很好地预测牛肉干干燥过程中的水分含量,其预测值和实测值间R2均大于0.997。     

三聚氰胺甲醛树脂预聚阶段单体转化率的预测模型

为有效监控三聚氰胺甲醛树脂预聚阶段中单体转化率的变化,本文考察了三聚氰胺甲醛树脂预聚阶段的反应时间(t)、反应温度(T)和n(三聚氰胺)∶n(甲醛)(r)对甲醛单体转化率的影响。研究发现,树脂预聚阶段中甲醛单体转化率与时间呈对数关系,与温度呈线性关系,与n(三聚氰胺)∶n(甲醛)呈二次函数关系;据此建立了甲醛单体转化率的预测模型,即:R=(0.125T-3.43)·(-27.2r2+22.0r-3.30)·ln(0.317t+1)。结果表明,该模型可有效描述反应过程中甲醛单体转化率的变化,与实际检测值之间有很好的相关性(R2=0.993)。因此,该模型可对三聚氰胺甲醛树脂的预聚过程进行很好的预测,进而为生产和控制提供指导。     

胡萝卜微波干燥特性及动力学模型

为研究胡萝卜微波干燥特性,开展不同微波功率(406、567、700 W)、切片厚度(2、4、6 mm)和载料量(30、40、90 g)的干燥试验研究,探讨了其失水速率、干基含水率的干燥特性曲线和有效水分扩散系数D_eff的影响规律,构建了胡萝卜薄层干燥动力学模型。结果表明:胡萝卜微波干燥分为预加热干燥阶段和降速干燥阶段;微波功率700 W、切片厚度6 mm和载料量30 g时,干燥效果最佳;通过回归拟合分析,Page动力学模型最适于描述胡萝卜微波干燥过程,模型决定系数R2均大于0.98,验证试验最大误差为6.91%。     

响应面试验优化甘薯渣流化床干燥工艺

甘薯渣在传统干燥时,易发生黏结、结块的现象,为了改善这种状态,本研究以甘薯渣为原料,采用Box-Behnken优化试验研究流化床甘薯渣单位面积加载量、床层温度、空气流量3个因素对甘薯渣干燥时间和甘薯渣粒度综合评分的影响,并对流化床干燥甘薯渣的工艺条件进行了优化。结果表明:对流化床干燥甘薯渣综合评分的影响大小顺序为单位面积加载量空气流量床层温度,从回归模型中得到最佳工艺参数为单位面积加载量5 264 g/m~2、空气流量52.73 m~3/h、床层温度51.33℃,此条件下综合评分预测值为0.790,验证实验结果预测精度为93.60%。与传统干燥方式相比,干燥时间缩短,流化床干燥制得的样品20目过筛率82.3%,堆积密度为0.446g/mL,密度明显提高25.8%;硬度485.382 g,且硬度明显减小;扫描电镜中颗粒内部空隙增大,样品松散,可减小粉碎成本。本研究结果为工业化干燥、延长保存时间及其深加工生产提供理论依据。     

基于LSTM网络的粮食干燥机水分预测与优化

粮食干燥机的出机粮食水分预测有助于实现干燥机的智能化控制,从而可以减少干燥过程中的粮食损耗,对于粮食产后干燥环节有着重大意义。通过机器学习的方式进行预测,可以规避传统数学模型所存在的一系列缺陷。本文根据连续式谷物干燥机所提取的数据特征,提出了一种基于优化长短期记忆神经网络（LSTM）的稻谷出机水分预测模型。试验结果表明,出机水分与Min、To2、To3、Td1、Td2、Td3具有十分明显的相关性,通过设定不同的网络参数,确立了批尺寸50,学习率0.001,迭代次数50,时间步长50,神经元数100*100时效果最佳,此外还发现增加训练数据量,可以有效提高LSTM网络预测性能。将本研究建立的LSTM模型与BP、ELMAN、NARX等算法以及普通LSTM网络（无dropout,单隐藏层）进行比较。结果发现,相较于其他网络模型,本文所采用的LSTM模型可以更好的预测稻谷出机水分,其平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）和决定系数（R2）分别为0.12%、0.20%和0.94。本研究所采用的优化LSTM模型具有较高预测精度,稳定性以及泛化性,可以为粮食干燥机的水分预测控制提供参考。     

描述桉木硫酸盐浆氧脱木素过程动力学的新模型

以桉木硫酸盐浆为原料,考察了氧脱木素温度、氧压、NaOH用量及反应时间对木素脱除程度的影响及残碱的变化规律。研究发现,氧脱木素过程溶液的NaOH浓度与纸浆卡伯值(用于表征纸浆木素含量)的自然对数之间呈线性关系;结合这一关系,建立了引入碱浓动态变化的氧脱木素动力学模型。结果表明,该模型能很好地预测桉木硫酸盐浆在各种工艺条件下的纸浆卡伯值(R2=0.980)。与传统氧脱木素动力学模型相比,该模型在参数量的控制及参数设置的合理性方面更具优势;由于考虑了过程残碱的变化,动力学模型参数的拟合结果更接近理论值。     

黄茶闷黄过程中主要化学成分变化的动力学模型

研究黄茶闷黄过程中主要化学成分与色差在不同温度、不同含水量条件下随闷黄时间的变化规律,确定引起黄茶黄变的关键化学成分为叶绿素a、EGCG和ECG,并建立了叶绿素a、EGCG和ECG随闷黄时间、闷黄温度之间的动力学模型,以预测黄茶闷黄过程中的黄变程度。结果表明:叶绿素a、EGCG及ECG与零级动力学方程的拟合程度较优,基于各模型的预测值与实际实验值之间的相对误差小于5%,说明该模型有效,并通过预测的模型计算出了各条件下的反应速率常数K,发现随着温度和含水量的增加,叶绿素a、EGCG和ECG的反应速率常数K逐渐增大,采用Arrhenius方程对反应速率常数k和温度T进行非线性拟合,得到了叶绿素a、EGCG和ECG的活化能Ea与频率因子A,判断出相同条件下叶绿素a反应最易进行,其次是ECG、EGCG。