模拟移动床反应器中合成乙酸甲酯过程的多目标优化

采用非支配基因算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm, NSGA-II)对模拟移动床反应器(Simulated Moving Bed Reactor, SMBR)中合成乙酸甲酯(MeOAc)过程进行了多目标优化.所考虑的优化问题包括:(a) MeOAc产率和纯度同时最大化;(b)产率最大化和洗脱剂用量最小化;(c)产率、纯度的最大化和洗脱剂用量最小化.以MeOAc产率和纯度最大化为目标,确定了5柱SMBR最优的各区柱数分布和乙酸进料摩尔分率.此外,还研究了转化率限制和洗脱液流量对多目标优化非劣解(Pareto optimal solutions)的影响.提出并验证了一种SMBR设计和优化的通用方法.     

生物强化膜生物反应器降解溴氨酸

该文在膜生物反应器(MBR)中投加鞘氨醇单胞菌QYY,对模拟溴氨酸(bromoamineacid,BAA)废水进行了生物强化降解研究。比较了系统在连续式(MBR)和序批式(SMBR)运行方式下的处理效果,结果表明,SMBR的处理效果优于连续式MBR。用SMBR驯化后的活性污泥进行摇瓶模拟实验,考察了进水条件对溴氨酸降解效果的影响。结果表明,SMBR系统运行的适宜条件为m(C)/m(P)=50～20,pH=6～8,w(NaCl)=0%～2%,进水ρ(BAA)=200～2600mg/L,系统脱色率为98%左右,COD去除率为50%左右。外加碳源和氮源不利于BAA降解;但加入链霉素能提高系统处理能力。     

浸没式膜生物反应器膜污染研究现状

简要分析了浸没式膜生物反应器(SMBR)中膜污染的机理.在文献和现场考察的基础上,对膜材料、混合液特性、操作参数与条件、膜的清洗与再生等几个主要方面的研究现状进行了分析和综述,指出目前研究的不足在于缺乏反应器结构优化及反应器内流场优化方面的研究.     

优化曝气方式对减缓SMBR一体式反应器中膜污染的影响

在相同运行条件下，研究了改进型曝气方式（膜出水时气水比为20：1，停止抽吸时气水比为40：1）和传统曝气方式（采用气水比40：1连续曝气）一体式膜生物反应器下SMBR的运行情况。试验结果表明：改进曝气方式的SMBR中胞外聚合物（EPS）和溶解性微生物产物（SMP）浓度以及料液粘度都低于传统的SMBR，减轻了膜污染，直观表现为具有较低的跨膜压力（TMP）；两种曝气方式的膜阻力均以沉积层阻力为主，改进曝气方式的SMBR沉积层阻力所占比例高于传统的SMBR，后者膜孔吸附及堵塞阻力所占比例远高于前者，因此后者膜清洗费用高；此外改进型曝气方式由于其阶梯式曝气强度降低了能耗。     

强化生物脱氮的生活污水处理厂改造工艺研究

在传统生物脱氮除磷工艺基础上,增加污泥膜生物反应器(SMBR),组成一种强化的生物脱氮工艺。通过对部分二沉池回流污泥进行SMBR延时曝气处理,并在SMBR中营造一个适合硝化细菌生长的环境,再将富集硝化细菌的污泥回流至好氧池内,大量且高活性的硝化菌大幅提升硝化效率,SMBR出水回流至缺氧池内进行反硝化,或用于厂内回用。此种强化生物脱氮工艺,可减少好氧池的水力停留时间,又能提高污水处理厂的脱氮效率,还可减少并稳定二沉池的剩余污泥,适用于新建污水厂,也可用于现有污水处理厂的提标改造。     

间歇式膜生物反应器处理垃圾渗滤液研究

采用间歇曝气的序批式膜生物反应器(SMBR),在HRT为2 d、排泥条件下(SRT为30 d)运行,对TN的质量浓度低于2 g/L的渗滤液进行处理,并与连续曝气的普通MBR进行对比。结果表明,2种反应器可将垃圾渗滤液COD降至0.32~1.2 g/L;SMBR对NH_4~+-N与TN的去除率可分别达到77.1%和72.3%,对TN的去除效果远好于MBR的48.6%。间歇曝气的SMBR膜的污染速度相对MBR较慢,采用反冲洗+酸洗+碱洗+氧化剂的清洗方式可有效降低过膜压力;计算表明有机污染是膜污染的主要原因。投加粉末活性炭的SMBR减缓了膜的污染速率,其运行周期从32 d延长至44 d。     

填料对一体式膜生物反应器运行效能的影响

进行了组合式膜生物反应器(CMBR)和一体式膜生物反应器(SMBR)处理生活污水的试验研究,以考察填料对处理效果的影响及减缓膜污染方面的作用。在稳定期,CMBR对COD的平均去除率为96.7%,SMBR为95.9%,对NH3—N的去除率分别为95.6%和94.9%,试验结果表明,填料的添加对反应器COD和NH3—N的去除效果影响不大,但能有效增强反应器对总氮的去除,去除率从54.5%提高到67.5%;经102 d连续运行,CMBR膜组件清洗次数少于SMBR,说明添加填料不仅提高了膜生物反应器(MBR)的处理效果,而且相对有效地减缓了膜阻力升高的速度;单位膜面积上胞外聚合物(EPS)的面密度与2个膜生物反应器过膜压力随运行时间的变化规律基本一致,CMBR和SMBR中膜阻力与单位膜面积上EPS的面密度正相关,证明EPS对膜污染有着重要的影响。     

平板膜SMBR装置处理焦化废水的试验

介绍了平板膜SMBR装置在焦化厂的试验,结果表明,利用平板膜SMBR处理焦化废水具有抗冲击能力强、氨氮及COD的脱除效率高、污泥浓度稳定、污泥产生量少、膜抗污染能力强、清洗周期长、出水指标稳定等优点,外排水可达国家一级排放标准。     

基于多目标教学优化算法在二甲苯吸附分离过程优化中的应用

以C8芳烃混合物的吸附分离过程作为研究对象, 应用多目标教学优化算法(multi-objective teaching-learning-based optimization algorithm, MOTLBO)对模拟移动床多目标优化问题进行求解。采用TMB方法, 建立了模拟移动床模型, 并对两个典型的模拟移动床多目标操作优化问题进行了优化设计。通过与NSGA-Ⅱ算法的比较, 证明了多目标教学优化算法在求解模拟移动床多目标优化问题上的有效性和优势。此外, 还分析了抽出液流量、抽余液流量以及步进时间等对多目标优化非劣解的影响, 优化结果为模拟移动床分离过程的工艺设计和操作提供了依据。     

胞外聚合物对浸没式膜生物反应器污泥混合液特性的影响

研究了胞外聚合物(EPS)对浸没式膜生物反应器(SMBR)污泥混合液特性的影响。在实验过程中,对污泥混合液黏度、污泥沉降性能、污泥絮体疏水性、污泥混合液可滤性定期进行了监测。实验结果表明:SMBR内累积的EPS直接影响污泥混合液的黏度、沉降性能、污泥絮体疏水性及污泥混合液的可滤性。     

SMBR法处理生活污水的调试与运行

结合SMBR法处理生活污水的启动调试过程，介绍了SMBR系统启动调试的控制方法和运行经验，描述了启动过程中污泥的生长过程及工艺的运行特性，确定了启动实际工程的适宜污泥浓度，并对长期运行过程中的膜污染进行管理，结果表明：启动实际工程的适宜的污泥浓度为0．25g／L，出水水质优于国家中水标准（GB／T18920-2002），在线化学清洗和排泥对膜污染控制有良好的效果。     

基于多目标粒子群算法的污水处理智能优化控制

为了满足污水处理过程出水水质排放达标的同时降低运行能耗,提出了一种基于多目标粒子群的污水处理多目标智能优化控制方法。首先,通过分析污水处理运行数据,建立了基于自适应回归核函数的污水处理能耗和出水水质模型;其次,设计出一种污水处理多目标优化方法,利用多目标粒子群优化算法同时对污水处理自适应能耗和出水水质模型进行优化,获得溶解氧和硝态氮浓度的优化设定值;最后,利用PID控制器对溶解氧和硝态氮浓度优化设定值进行跟踪控制,实现了污水处理过程的多目标优化控制。基于污水处理基准仿真平台BSM1的实验结果显示,该多目标优化控制方法不但能够保证出水水质达标,而且能有效降低污水处理过程的能耗。     

基于多目标进化算法的对二甲苯氧化反应过程优化操作

针对单目标优化算法在求解优化问题时普遍存在易陷入局部最优的缺陷,本文提出采用基于精英选择和个体迁移的多目标优化方法来求解单目标优化问题,通过对原问题目标进行有效分解,将其分解为多个子目标,通过对多个子目标的优化来扩大搜索范围,加快算法的收敛速度。仿真结果表明,与文献中方法相比,采用多目标方法来求解单目标问题能显著提高算法收敛速度,将其应用于对二甲苯(PX)氧化反应过程的优化操作,在相同计算成本条件下,醋酸和PX燃烧损失明显下降,成本损失大幅减少。     

聚合硫酸铝铁改善膜污染的研究

采用投加聚合硫酸铝铁（PAFS）的方法来缓解SMBR中的膜污染速率。试验结果表明,投加PAFS后,SMBR中污泥的平均粒径从80μm增大到400μm,过滤总阻力从496．49×10^10 m^-1减为138．25×10^10 m^-1,     

非线性污水处理过程的多目标优化

研究了复杂非线性污水处理过程的多目标优化。针对污水处理过程的非线性动力系统,建立了使污水处理过程运行成本和描述实际输出与期望输出偏差的平方可积误差设计指标同时达到最优的多目标优化模型。采用间接优化方法,首先将描述污水处理过程优化的多目标非线性问题转化为多目标线性规划问题,然后利用遗传算法对其进行求解。本文方法不仅获得了多目标优化问题的近似Pareto前沿,而且由于采用的是多目标线性规划方法,所以具有计算成本低的优点。     

反应器网络多目标综合优化

通过反应系统综合优化获得经济效益好、对环境友好的反应系统是大多化工厂提高全流程整体经济和环境性能的重要手段。反应器网络综合优化方法主要包括可得区法、导数分析法、超结构优化法、目标类法、经验推断法和分布参数法等,然而却很少有文献报道对反应器网络进行多目标综合优化。由于过程中往往存在多个相互冲突的目标函数,所以仅仅依靠单目标对反应器网络进行综合优化已显得不合适。本文采用分布参数法建立多目标优化模型,目标函数为经济最大化和环境影响最小,并采用非支配排序基因算法(NSGA-Ⅱ)进行优化得到Pareto最优解集。     

基于多目标粒子群算法的污水处理智能优化控制

为了满足污水处理过程出水水质排放达标的同时降低运行能耗,提出了一种基于多目标粒子群的污水处理多目标智能优化控制方法。首先,通过分析污水处理运行数据,建立了基于自适应回归核函数的污水处理能耗和出水水质模型;其次,设计出一种污水处理多目标优化方法,利用多目标粒子群优化算法同时对污水处理自适应能耗和出水水质模型进行优化,获得溶解氧和硝态氮浓度的优化设定值;最后,利用PID控制器对溶解氧和硝态氮浓度优化设定值进行跟踪控制,实现了污水处理过程的多目标优化控制。基于污水处理基准仿真平台BSM1的实验结果显示,该多目标优化控制方法不但能够保证出水水质达标,而且能有效降低污水处理过程的能耗。     

克隆选择算法在热管设计中的应用

热管作为一种高效热传输设备,被广泛应用于许多工程领域.对高效热管的优化设计,通常会涉及到多个目标参数,而采用传统的设计方法,往往无法同时有效地优化多个目标.克隆算法具有很强的自学习和自适应能力,在解决多目标优化问题方面优势显著,因此文中提出了基于克隆算法的热管多目标优化算法.通过对热管建立热网络分析模型和热传输极限模型...     

一体式膜生物反应器处理城市污水特性研究

在不排泥的条件下,SMBR系统表现出对CODCr、NH3-N、TN、TP等指标良好且稳定的去除效果,其中TN、TP在较高的污泥浓度下才表现出较好的去除效果.通过对SMBR系统处理效果影响因素的考察,发现污泥浓度对系统的处理效果及反应器内的生物处理都有影响,因系统不排泥,随着污泥浓度的增加,系统出水的有机物含量下降,而反应器中的有机物浓度呈现先升高而后下降的趋势.     

基于遗传算法的绕管式换热器结构参数优化研究

提出了一种基于遗传算法的绕管式换热器优化设计方法。采用单目标和多目标遗传算法,选取改进熵产数和换热器重量作为目标函数,对结构参数进行优化设计。结果表明,与工程设计值相比,换热器的改进熵产数和重量都得到了明显减小。多目标优化与单目标优化相比结果更优,可得到多组优化解,为绕管式换热器结构参数设计提供更多选择。