基于O3/UV法在线COD检测的气体溶解量估计方法

针对臭氧协同紫外方法(O₃/UV)检测化学需氧量(COD)时存在溶解性气体影响测量精度的问题，提出了一种COD检测过程中气体溶解量的估计方法，用于对COD检测模型的补偿。采集不同浓度的COD标准水样在消解过程中的测量数据和实验分析数据，基于PLS-LSSVMs建立溶解氧量和溶解二氧化碳量的估计模型，将模型的输出作为COD检测模型的补偿项。实验结果表明，基于PLS-LSSVMs建立的模型比PLS或者LSSVMs单独建立的模型估计精度高。采用溶解气体量估计模型进行补偿后的O₃/UV法检测COD与国标法测量结果相对误差均小于5%。对提高O₃/UV法检测COD精度具有重要意义。     

光催化臭氧法对化工制药废水的解毒和降解研究

采用光催化臭氧法(O_3/UV)对某化工制药高浓度毒性废水进行生化系统前的预处理的实验研究,考察了臭氧气体流量对有机物降解影响、O_3/UV对废水可生化性的影响。实验结果表明:光催化臭氧法(O_3/UV)对含有杀菌剂等的高浓度有毒化工制药废水的解毒效果明显,可明显提高废水的可生化性(BOD_5/COD)。     

O_3/UV/H_2O_2对石化二级出水的深度处理研究

采用O_3/UV/H_2O_2耦合工艺对成分复杂、可生化性差的兰州某石化企业二级出水进行预处理,分析了不同因素对COD去除率及废水可生化性的影响。结果表明,当O_3投加量为62.63 mg/L,UV功率为25 W,照射时间为15 min,n(H_2O_2)/n(O_3)为0.5,原水pH为9时,COD去除率可达29.34%,BOD5/COD可由0.05增加到0.34。此工艺对石化二级出水水质具有明显的改善作用,同时大幅提升了废水的可生化性。     

采用UV/H_2O_2和UV/S_2O_8~(2-)对垃圾渗沥液的预处理实验研究

垃圾渗沥液属于较难处理的废水之一。对玻璃光反应器中紫外光UV分别与双氧水(H_2O_2)和过硫酸盐(S_2O_8~(2-))组合对垃圾渗沥液进行预处理,以提高其可生化性。分别在UV/H_2O_2和UV/S_2O_8~(2-)体系下,研究了H_2O_2和S_2O_8~(2-)的试剂用量、辐照时间等因素对COD、TOC及色度等去除率的影响。实验结果表明,UV/H_2O_2对COD、TOC和色度的最高去除率分别为15.8%、6.9%和39.1%。而采用UV/S_2O_8~(2-)法对COD、TOC和色度的最高去除率分别为23.9%、18.7%及63.7%。     

臭氧提高纳米TiO_2光催化活性的ESR分析

以5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)为自由基捕获剂,分别以去离子水和二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,利用电子自旋共振(ESR)方法对UV、O_3、TiO_2/O_3、TiO_2/UV/O_2、UV/O_3和TiO_2/UV/O_3这6种体系中形成的羟基自由基(·OH)和超氧阴离子自由基(·O_2~-)进行了检测,同时考察了反应时间、催化剂投量以及体系溶解氧对TiO_2/UV/O_3体系形成·OH和·O_2~-的影响.结果显示,在纳米TiO_2光催化体系中加入臭氧,能显著增加反应体系中·OH和·O_2~-自由基的生成量,6种体系中DMPO-·OH和DMPO-·O_2~-加合物的ESR波谱峰信号强度分别为:TiO_2/UV/O_3>TiO_2/UV/O_2>UV/O_3>UV>TiO_2/ O_3>O_3和TiO_2/UV/O_3≈TiO_2/UV/O_2>TiO_2/O_3>UV>UV/O_3>O_3,在TiO_2/UV/O_3体系中成功监测到·O_3~-自由基的存在.     

UV/H_2O_2高级氧化处理苯酚废水研究

本文采用UV/H_2O_2实验室装置对苯酚人工配水进行处理试验研究,试验结果表明:在UV灯功率为500W,pH值7.0左右,H_2O_2:COD摩尔比为2:1,反应240min后COD由1045mg/L降至小于20mg/L,去除率高达99%以上。考察了不同pH(4.0,7.0和9.0),双氧水投加量与投加方式(一次投加和多次投加),以及氯离子浓度(0mg/L,2000mg/L和10000mg/L)对UV效果的影响,发现pH偏中碱性,H_2O_2:COD摩尔比2:1且一次性投加有利于COD的降解,而正常情况氯离子浓度对UV/H_2O_2的效果影响不明显。     

基于SOM-RBF神经网络的COD软测量方法

污水处理是一个复杂的非线性过程,化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)是评价污水处理效果的关键指标之一。COD的传统测量方法耗时长、成本高,基于传统神经网络的软测量方法提高了COD参数的测量速度但精度较差。针对这些问题,设计一种结合自组织特征映射(self-organizing map, SOM)和径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络的COD参数软测量方法。该方法利用SOM网络聚类数据样本,根据所得聚类结果确定RBF网络的隐层节点数及节点的数据中心,综合提高RBF网络的收敛速度和拟合精度。利用污水处理厂部分水样数据建立COD软测量模型,模型仿真和硬件在线测试结果表明,相对于传统的BP、RBF等网络,基于SOM-RBF神经网络的COD软测量方法测量时间短、预测精度较高,具有较为广阔的应用前景。     

基于工业色谱仪的精馏脱炔烃塔软测量建模

提出一种基于工业色谱仪的软测量建模方法,并针对碳五馏分分离过程中的精馏脱炔烃塔塔底成分估计问题,建立了合适的工业软测量模型。介绍了工业色谱仪在线质量检测原理和LM-BP神经网络模型的建立,并利用工业色谱仪在线检测的质量数据进行系统的在线和周期性模型更新,提高了软测量模型的在线估计精度。研究结果表明,基于工业色谱仪的LM-BP神经网络模型是一种有效的软测量建模方法。     

基于SOM-RBF神经网络的COD软测量方法

污水处理是一个复杂的非线性过程,化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）是评价污水处理效果的关键指标之一。COD的传统测量方法耗时长、成本高,基于传统神经网络的软测量方法提高了COD参数的测量速度但精度较差。针对这些问题,设计一种结合自组织特征映射 (self-organizing map, SOM)和径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络的COD参数软测量方法。该方法利用SOM网络聚类数据样本,根据所得聚类结果确定RBF网络的隐层节点数及节点的数据中心,综合提高RBF网络的收敛速度和拟合精度。利用污水处理厂部分水样数据建立COD软测量模型,模型仿真和硬件在线测试结果表明,相对于传统的BP、RBF等网络,基于SOM-RBF神经网络的COD软测量方法测量时间短、预测精度较高,具有较为广阔的应用前景。     

UV/Fenton净化甲苯气体的研究

挥发性有机物(VOCs)作为化工、印刷等多行业生产过程中极易产生的气体污染物亟需净化治理。实验选择甲苯作为一种典型的VOCs污染物,采用UV/Fenton法耦合湿法洗涤技术净化甲苯气体。考察了H_2O_2和Fe⁽²⁺⁾浓度以及初始pH值对甲苯气体净化率的影响,分析了反应过程中甲苯、CO_2、H_2O_2、Fe(2+)浓度以及初始pH值对甲苯气体净化率的影响,分析了反应过程中甲苯、CO_2、H_2O_2、Fe⁽²⁺⁾和·OH浓度的变化趋势。结果表明,在最佳反应条件:H_2O_2浓度为50 mmol/L,Fe(2+)和·OH浓度的变化趋势。结果表明,在最佳反应条件:H_2O_2浓度为50 mmol/L,Fe⁽²⁺⁾浓度为2.5 mmol/L,初始pH值为3,UV_(254 nm)功率为6 W,甲苯气体质量浓度为670 mg/m(2+)浓度为2.5 mmol/L,初始pH值为3,UV_(254 nm)功率为6 W,甲苯气体质量浓度为670 mg/m³,流量为900 mL/min时,甲苯净化率和矿化率最高,分别达到72%和69%;UV照射促进了Fe3,流量为900 mL/min时,甲苯净化率和矿化率最高,分别达到72%和69%;UV照射促进了Fe⁽³⁺⁾还原为Fe(3+)还原为Fe⁽²⁺⁾,产生大量·OH,显著地提升了甲苯气体的净化率和矿化率。     

UV/H_2O_2工艺降解水中污染物的动力学研究进展

介绍了目前最重要的商用高级氧化工艺之一的UV/H_2O_2工艺,叙述了UV/H_2O_2工艺动力学研究进展,认为目前此方面的研究仍有所欠缺,鉴于此,将分别从动力学参数及动力学模型2方面对UV/H_2O_2工艺降解污染物的动力学特性进行了探讨。以UV曝辐量为主线,分别阐述并比较了不同反应器中UV曝辐量的测定、基于UV光量子剂量的动力学参数及动力学模型等,指出了UV曝辐量对于光化学反应的重要性,分析表明该模型的建立对单一目标污染物的模拟和预测有较好效果。认为需进一步探讨研究,找到最适合的动力学模型;还应开发高效低耗的新型光源、反应器。     

UV/Fenton处理磺化泥浆体系钻井废水

采用UV/Fenton氧化处理磺化泥浆体系钻井废水,考察了H2O2和Fe2 物质的量比、H2O2投加量和pH值等对废水处理的影响.结果表明,UV/Fenton氧化不仅能有效去除钻井废水中的有机污染物,还可提高钻井废水的可生化性.随着H202投加量的增加,有机污染物去除率也相应的提高.当H2O2投加量为理论值的1.5倍(1.5 Qth)时,反应180 min,化学需氧量(COD)可从586 mg/L降到90 mg/L,去除率达到84.6%,出水COD符合国家一级排放标准;当H2O2投加量为0.6 Qth时,反应30 min,生化需氧量和化学需氧量的比值(BOD/COD)可从0.03提高到0.45.增大Fe2 投加量可提高有机污染物降解速率,但不能增加COD的去除率.反应适宜的pH值为3～5.建立了有机污染物降解动力学模型,模型和实验结果符合较好.     

O_3-H_2O_2深度氧化处理煤间接制油反渗透浓水实验研究

采用O_3-H_2O_2协同氧化深度处理煤间接制油反渗透浓水,考察了O_3气体流量、初始PH、H_2O_2投加量、催化剂投加量对煤间接制油反渗透浓水处理效率的影响。结果表明:O_3-H_2O_2协同氧化深度处理煤间接制油反渗透浓水的优化运行参数为;O_3气体体积流量为30 mL/min,O_3投加量为108 mg/L,初始pH为8.0,H_2O_2投加量为63 mg/L。在此优化条件下,废水中COD由125.3 mg/L降低至67.5 mg/L去除率为46.1%。进一步表征和考察催化剂添加量对实验的影响,催化剂的结构和活性组分能强化氧化效果,在催化剂添加量为90g/L时,废水COD可降低至48.0 mg/L,去除率为61.7%。O_3-H_2O_2氧化能够有效实现煤间接制油反渗透浓水的深度处理,处理后出水主要指标均可达到GB31571-2015排放标准。     

磷酸二氢钾在乙醇-水溶剂中溶解特性

磷酸二氢钾(KDP)在混合溶剂中溶解过程的定量表达是溶析结晶器设计及优化的理论依据。基于种群平衡模型，建立多分散颗粒溶解模型，利用OptiMax结晶工作站和聚焦光束反射测量仪(FBRM)获得KDP颗粒群在乙醇-水溶剂中溶解实验数据，采用最小二乘法获得了溶解速率常数；模型预测了溶解过程KDP颗粒粒度分布的动态变化规律，模拟值与实验值吻合，验证了模型的合理性；采用标准矩量法获得KDP颗粒群表面积、体积以及平均粒径随时间的变化趋势，结果表明KDP颗粒群溶解过程以中小颗粒为主。研究结果对多分散颗粒的工业结晶过程设计具有一定参考价值。     

UV/H_2O_2高级氧化+MBR工艺处理垃圾渗滤液的研究

采取UV/H_2O_2+膜生物反应器组合工艺深度处理垃圾渗滤液,研究工艺对有机物及氨氮处理效果。结果表明,当工艺条件为双氧水投加量为2.1 g(H_2O_2)/g(COD),pH呈弱酸性,反应时间2 h、温度30℃左右时,UV/H_2O_2工艺处理效果好。MBR反应器对UV/H_2O_2工艺段出水中有机物的生化降解效果显著,出水有机物去除率稳定在80%以上。     

UV/O3氧化处理磺化泥浆体系钻井废水

用紫外光催化-臭氧(UV/O3)氧化处理磺化泥浆体系钻井废水,考察了pH、初始COD、臭氧投加量等因素的影响.结果表明:由于钻井废水中含有羟基自由基可清除碳酸氢根离子,所以钻井废水UV/O3氧化在pH为3.0时的效果好于中性和碱性条件;初始浓度的降低和臭氧投加量的增多均可提高UV/O3氧化去除钻井废水COD的速率,但是随着臭氧投加量的增多,相应的臭氧指数(OI)显著增大.当臭氧投加量为810 mg/h时,氧化60min COD可从647mg/L降至96mg/L,但臭氧指数高达4.52,显得并不经济.由于UV/O3氧化可大大提高钻井废水的可生化性,所以可以先用UV/O3预氧化钻井废水,然后再用生物法处理,这样可大幅降低处理费用.     

铁碳微电解/H_2O_2联合吹脱预处理煤化工废水

采用铁碳微电解/H_2O_2联合吹脱预处理煤化工废水,铁碳微电解/H_2O_2可有效去除COD,进一步吹脱有效分离废水中的氨氮。铁碳微电解/H_2O_2类Fenton分别进行了单因素实验和正交实验,采用控制变量法,依次进行了不同铁碳体积比、H_2O_2投加量、溶液pH及反应时间四组单因素实验。进一步通过正交实验确定在固液比为1∶5的条件下,Fe/C(体积比)为1∶2,溶液pH为5,反应时间为3 h,H_2O_2(30%)投加量为1 ml/L为最佳反应条件,此时COD去除效率可达75%;废水经过铁碳微电解/H_2O_2处理后,再进行吹脱除氮实验,实验考察了不同温度,pH以及曝气时间对氨氮去除率的影响。     

CO_2矿化体系中二水硫酸钙颗粒群溶解速率模型

利用工业固废磷石膏矿化烟气CO_2的反应中,二水硫酸钙颗粒的溶解是控速步骤,溶解速率模型是矿化反应器设计和优化的依据。基于种群平衡方程,建立多分散性二水硫酸钙颗粒溶解速率模型,并用特征线法获得模型方程的解。用激光粒度分析仪测量二水硫酸钙颗粒群粒径分布特征,在线电导率法测量其溶解数据,结合模型方程确定表面反应控制下溶解速率常数,实验值与模型值吻合。用种群平衡模型和平均粒径模型模拟矿化体系中颗粒溶解过程,分析平均粒径模型在多分散性颗粒溶解过程中产生误差的原因。     

Al_2O_3–C/Fe系统中氧化铝的碳热还原反应机理

对Al_2O_3–C/Fe系统在不同气氛下升温至1 973 K(1 700℃)的反应进行了研究,并对实验后的试样形貌、微区成分以及相关热力学进行分析。结果表明:在流动氩气气氛条件下,金属样品中检测出铝元素,但在高温炉进行埋炭实验后,金属样品中没有发现铝元素的存在。气氛对Al_2O_3–C/Fe系统的反应有显著的影响。高温下Al_2O_3会微量溶解到铁液中形成[Al]和[O],同时,Al_2O_3–C耐火材料中的石墨会溶于铁液中形成[C],溶解于铁液中的[C]会和[O]反应生成CO气体。在流动氩气保护的实验条件下,生成的CO气体被流动的氩气迅速带出反应体系,从而促进Al_2O_3向铁液中的溶解;但在埋炭实验条件下,反应系统中存在的CO和CO_2将抑制Al_2O_3向铁液中的溶解,实验后金属样品中只发现了碳而没有铝。     

基于DHSC的多模态间歇过程测量数据异常检测方法

多模态间歇过程测量数据异常直接影响数据驱动的多元统计分析过程建模的准确性,导致间歇过程的监控性能降低。针对多模态间歇过程测量数据异常问题,提出了一种基于动态超球结构变化(DHSC)的多模态间歇过程测量数据异常检测方法。该方法通过引入时序约束的模糊C均值聚类(SCFCM),利用隶属度变化划分多模态间歇过程的模态;针对不同模态,采用支持向量数据描述(SVDD)建立基于训练数据的静态超球体和基于待检数据的动态超球体,选择重要的支持向量作为球体结构,进而通过识别超球体发生结构变化实现过程测量数据异常检测。青霉素发酵过程仿真实验表明,所提出的方法能够实现多模态间歇过程的模态划分,减少了模态切换对过程测量数据异常检测精度的影响,并能够根据超球体结构变化检测过程测量数据异常,具有较高的检测精度,降低了误检率。