基于神经网络的污水出水COD预测模型

研究了在污水处理过程中基于BP和RBF神经网络的活性污泥法污水处理系统建模方法,利用重庆唐家桥污水处理厂的监测数据对基于BP和RBF神经网络建立的污水处理厂出水COD预测模型进行了仿真分析,讨论了2种模型的学习效率和影响预测精度的诸多因素,同时对污水处理出水COD浓度预测模型进行了优化,最终确定了基于神经网络的污水处理厂出水水质预测模型.最后还使用重庆唐家桥污水处理厂的监测数据对确定的模型进行了应用实证研究.     

基于模糊综合评价的贵州省县级城镇污水处理厂主要工艺评价

基于贵州省县级城镇污水处理厂运行数据,采用三级模糊综合评价法,以经济、技术、环境3个一级指标及其下的其他影响因素建立评价因素集,选择0.5~1.0万m3规模段的污水处理厂运行数据,计算各因素隶属度和相应的权重值,对主要的氧化沟、A/O、HASN及IBR四种工艺进行综合评价。结果表明,氧化沟工艺为贵州省县级城镇污水处理厂最优选用工艺。     

A~2/O工艺法深化处理混合污水的试验研究

建立了A~2/O工艺处理工业和生活的混合污水的工艺流程.试验结果表明,在系统稳定运行的情况下,可以初步达到对该混合污废水的去除,深化调节A~2/O工艺中的C/N、C/P、缺氧好氧体积比等参数对污水中有机物的去除具有强化效果.尤其针对磷含量较高的污废水,通过控制C/P比在30左右能够达到高效除磷的效果.最终出水水质满足GB 18918-2002的一级B标准.     

基于ASMD的A/A/O工艺供气量控制策略优化

根据瓦池污水处理厂进水和出水的水质监测数据,采用基于ASMD模型的BioWin软件对该厂A/A/O工艺进行了建模、参数校正和模型验证。以该厂A/A/O工艺好氧池溶解氧为控制目标,利用参数属地化后的模型进行了供气系统运行策略模拟优化。结果表明,采用“两档曝气+局部优化”的供气方式,A/A/O工艺好氧池溶解氧浓度较为稳定,相比于现状所采用的一档运行模式,好氧池溶解氧达标率从46.4%提升至98.2%,曝气能耗降低13.2%,该厂全年鼓风机电费可节省约12万元。     

基于智能算法的光纤预制棒芯层制备工艺参数优化

结合BP(back propagation)神经网络和遗传算法,提出一种高质量低成本工艺参数优化方法。选取轴向气相沉积法(vapor axial deposition, VAD)制备光纤预制棒芯层时喷灯气体(H₂-1、H₂-2、H₂-3、Ar-1、Ar-2、Ar-3、O₂-1、O₂-2、SiCl₄)流量作为输入变量,制备出的光纤预制棒芯层的质量作为输出变量,建立神经网络模型;将训练好的神经网络模型与具有全局寻优能力的遗传算法相结合,以高质量等级光纤预制棒芯层为寻优目标,优化得到高质量等级气体参数;对得到的参数以低成本为目标进行寻优,得到高质量低成本工艺参数。试验结果表明,与优化前的人工优化结果相比,制备出的光纤预制棒芯层达到较高质量的同时成本降低22.19%。     

锅炉的优化运行问题

本文着重研究锅炉的优化运行问题。根据相关要求,本文分别利用了数据拟合,函数优化模型,神经网络模型的优化模型。通过对各项运行参数分类分析,得到各项参数对锅炉效率的影响。并主要计算了过量空气系数,排烟温度与烟气含氧量对锅炉效率的定量关系。进一步通过建立神经网络模型,可以得出多参数共同作用下对锅炉效率的影响,优化锅炉运行。     

基于熵权物元模型的污水处理厂运行效果综合评价与分析

采用基于熵权指数的模糊物元模型方法,对华北某市8座污水处理厂的工艺运行效果及其影响因素进行了综合评价和分析,为污水处理厂的建设和运行管理提供技术指导.该方法能基于污水处理厂的实际运行参数,通过客观运算确定各项评价指标的权重值,避免主观干扰和经验限制,评价结果能客观真实地反映污水处理厂的实际运行状况.结果表明:A/A/O工艺在脱氮除磷方面优势明显,采用该工艺的污水处理厂运行效果普遍较好;TN去除率和泥饼量是影响污水厂运行效果的重要因素,也是提高污水处理厂运行管理水平的主要途径.     

一种基于A*算法改进的最短路径搜索方法

无论是城市交通导航还是游戏人物导航,最短路径的有效搜索都是人们最为关注的部分。A~*算法是目前在导航方面较为有效的最短路径算法。对传统的A~*算法,A_ε算法,Alpha A~*算法以及添加启发式算法进行了对比分析,提出了一种改进方法 A~(*+)算法,即在原有算式上添加父节点启发式,并计算临界值筛选候选节点。实验结果表明,该方法节点排查能力明显优化,搜索效率得到提高。     

煤-电双目标下基于有模型强化学习的回转窑工艺参数优化

基于煤-电双目标下回转窑工艺参数优化问题,提出了有模型强化学习的解决方法. 首先,以固定时间间隔为单位对历史工艺参数和运行目标进行数据处理与聚合. 其次,搭建概率神经网络建立回转窑控制参数与影响参数、运行目标值的关系模型,该模型被用作为后期强化学习框架中的奖励模型. 然后,利用基于模型的离线策略优化的强化学习算法构建控制参数推荐智能体,同时优化回转窑生产过程的煤电消耗. 最后,给出一个案例证明所提方法对回转窑工艺参数优化的适应性、高效性.     

基于自适应GA-ANN的拉延筋阻力优化

以某汽车的侧壁板的拉深成形为例,研究了基于神经网络的拉延筋阻力(DBRF)的优化和拉延筋反向设计方法.以反映拉深成形效果的参数最大等效应力、最大等效应变和板厚最大减薄率作为神经网络的输入参数,记为:x1,x2,x3.以拉延过程中不同位置拉延筋的拉延阻力为输出参数,利用Dynaform进行有限元分析,为神经网络提供训练样本,利用训练好的神经网络模型对给定的成形性能指标进行计算,从而获得了优化的拉延筋阻力分布状态,表明根据等效拉延筋阻力的解析模型结合优化算法可以反求拉延筋几何参数.为了克服BP算法训练神经网络具有收敛速度慢和易于陷入局部最优的缺陷,采用遗传算法(GA)训练神经网络,以提高网络计算精度.针对简单遗传算法(SGA)采用固定交叉率和变异率在处理非线性问题时效果不好的缺陷,作者在进行遗传运算时采用自适应交叉率和变异率,组成自适应GA-ANN以提高训练算法的收敛速度和求解精度.有限元仿真实验证明,通过这种方法进行DBRF优化有利于提高板料的成形质量和稳定性,利用该方法获得的设计参数可以对实际设计起到重要的指导作用.     

A2/O+MBBR系统的快速启动及反硝化除磷特性

本研究针对A2/O +移动床生物膜反应器 (A2/O + MBBR) 双污泥系统,考察启动过程的污泥特性和反硝化除磷特性,建立系统的快速启动策略。研究结果表明：启动过程21 d完成,污泥结构稳定且具有较好的污泥沉降性和生物活性;SVI值在95 mL/gMLSS以下,反硝化聚磷菌(DNPAOs)占聚磷菌(PAOs)的百分比从接种污泥时的10.87%增加到25.46%。在平均进水C/N为3.44的运行条件下,A2/O + MBBR系统可实现有机物、氮、磷等污染物的同步高效去除,稳定运行阶段出水COD、NH4+-N、TN和PO43--P浓度分别为38.5,1.15,14.2,0.15 mg/L,COD、TN和PO43--P去除率分别为82.23%,74.72%和96.80%。DO、pH和ORP等实时控制参数的联合调控有利于促进系统的快速启动和稳定运行。     

基于SSA-BP-SVM模型的云龙湖水质反演研究

利用遥感技术进行水质监测,全面地掌握水质分布情况对水环境保护具有重要意义.水质参数与地表反射率并非简单的线性关系,BP神经网络和支持向量机(SVM),因其非线性模拟的特点,被广泛应用于水质反演.传统BP神经网络存在收敛缓慢、容易陷入局部最优的问题;SVM虽然具有很好的拟合能力,但受惩罚系数及核函数参数影响较大.以云龙湖为研究区域,利用Sentinel-2影像和实测数据,针对重要水质参数电导率和浊度,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络及SVM的水质反演耦合模型,利用SSA对BP神经网络及SVM进行参数寻优,基于验证集MAE计算模型权重,对SSA-BP、SSA-SVM模型测试组输出层加权计算后获得最终反演结果.与BPNN、SVM、SSA-BP、SSA-SVM模型对比,结果表明:1)Sentinel-2影像对电导率及浊度的敏感波段均为可见光及短波红外波段;2)SSA-BP-SVM水质反演耦合模型精度更高,电导率及浊度反演模型R²分别为0.92、0.89;3)云龙湖具有典型的城市水体特征,电导率受上游南望净水厂排水影响较大,浊度受社会生产活动带来的颗粒污染物影响较大.基于Sentinel-2影像利用SSA-BP-SVM模型进行水质反演具有较好的应用潜力,能够为云龙湖水质监测以及制定保护措施提供一定的技术支撑.     

Activated sludge process based on artificial neural network

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｍｉｃｒｏ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｈａｓｂｅｅｎｍｏｓｔｌｙｃａｒｒｉｅｄｏｕｔａｃ ｃｏｒｄｉｎｇｔｏｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄａｔａｆｏｒｍａｎｙ ｙｅａｒｓ .Ｓｏｍｅｓｃｈｏｌａｒｓ (ｉ.ｅ .Ｗ .Ｗ .Ｅｃｋｅｎｆｅｌｄｅｒ ,Ｒ .Ｅ .Ｍｃｋｉｎｎｅｙ ,Ａ .Ｗ .Ｌａｗｒｅｎｃｅ ,Ｐ .Ｌ .ＭｃＣａｒｔｙａｎｄｓｏｏｎ)ｉｎｔｒｏ ｄｕｃｅｄｒｅａｃｔｏｒｔｈｅｏｒｙｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕ…     

Quantification of CP4-EPSPS in genetically modified Nicotiana tabacum leaves by LC-MS/MS with 18O-labeling

The CP4-EPSPS gene is widely used in herbicide-tolerant plants/crops all over the world. In this study, a method was developed by coupling liquid chromatography with high sensitivity to tandem mass spectrometry to quantify the amount of CP4-EPSPS expression in Nicotiana tabacum leaves. The quantification of protein was converted to measure the unique peptide of CP4-EPSPS protein. One peptide unique to CP4-EPSPS was synthesized and labeled with H₂ ¹⁸O to get ¹⁸O stable isotope labeled peptide. The peptide served as the internal standard. The validated method had good specificity and linearity. The intra-and inter-day precisions and accuracy for all samples were satisfactory. The results demonstrated that the novel method was sensitive and selective to quantify CP4-EPSPS in the crude extract without time-consuming pre-separation or the purification procedures.     

连续回流生产废水对净水厂出水水质影响的中试研究

为考察连续回流净水厂生产废水对出水水质的影响,采用中试实验模型,研究东北地区夏冬两季连续回流净水厂生产废水14 d的水质变化规律.夏季沉淀池污泥和反冲洗水最佳回流比分别为4%和6%,冬季为2%和6%.在满足沉后水出水浊度达标(2.5 NTU)的前提下,夏、冬两季废水连续直接回流工艺与不回用相比,可分别节约33.3%和18.2%的混凝剂投加量.在整个回流运行周期中,连续监测浊度、色度、UV254、TOC等出水水质指标,结果表明,与不回流相比,回流工艺可以有效提高污染物的去除,而且,较高温度时还可以提高污染物的去除率.在连续回流过程中,出水水质稳定,未发现明显的污染物富集现象.废水回流是强化混凝过程的有效方法.     

Electrochemical behavior of K3Fe（CN）6 in water-in-oil microemulsion

A water-in-oil (W/O) microemulsion composed of Triton X-100, n-hexanol, n-hexane and water solution with hydrochloric acid was prepared. K₃Fe(CN)₆ was added in as a water-soluble electroactive probe, and its electrochemical behavior was investigated by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). It is found that the H⁺ concentration of the water phase has a great effect on the conductivity of the W/O microemulsion, and hence influences the electrochemical behavior of K₃Fe(CN)₆. When the pH value of water phase is about 7, the electrical conductivity of the W/O microemulsion is only 1.2×10⁻⁶ S/cm, and K₃Fe(CN)₆ almost cannot react at the glassy carbon electrode. But when the H⁺ concentration is more than 3 mol/L, the W/O microemulsion has a good electrical conductivity and K₃Fe(CN)₆ shows good electrochemical performance in it. The results of CV and EIS studies indicate that the electrochemical behavior of Fe(CN)₆ ³⁻/Fe(CN)₆ ⁴⁻ in the W/O microemulsion is different from that in the aqueous solution. This may be due to the unique liquid structure of the W/O microemulsion and the unique mass transfer in the W/O microemulsion. Foundation item: Projects(20673036, J0830415) supported by the National Natural Science Foundation of China; Projects(05JT1026, 2007JT2013) supported by the Science Technology Project of Hunan Province, China     

修正D-P模型在三峡二期围堰分析中的应用

为了考虑中主应力及材料剪胀性的影响,并验证堰体填筑材料参数,运用遗传神经网络对堰体填料进行参数反演,引入修正D-P模型进行围堰施工模拟.修正D-P模型采用非相适应的流动法则,可以模拟材料的各向同性硬化/软化及中主应力的影响,并可以考虑流变;遗传神经网络具有很强的非线性映射能力及全局优化功能.在运用遗传神经网络对堰体材料进行参数反演的基础上,利用修正D-P模型对三峡二期围堰填筑过程进行了模拟.实例分析表明,遗传神经网络能准确反演材料的力学参数;修正D-P模型适合分析围堰材料的力学性能;两者结合分析土石围堰时,计算结果与实际情况相符.修正D-P模型克服了Duncan-Chang模型不能模拟中主应力及材料剪胀性的缺点;遗传神经网络反演参数可以使计算参数与实际情况更接近,两者有机结合可提高分析精度.     

Synthesis of modified D401 chelating resin and its adsorption properties for Pb^2＋

A novel chelating resin with sulfonic group was synthesized by chemical modification of D401 resin with sulphonation reaction and characterized by FT-IR spectrometry. The adsorption properties of the novel chelating resin for Pb²⁺ were studied by batch adsorption, and the adsorption process was analyzed from thermodynamics and kinetics aspects. The adsorption mechanism of Pb²⁺ on the modified D401 chelating resin was discussed by FT-IR spectrometry. Experimental results show that in the Pb²⁺ concentration range of 200–400 mg/L, the adsorption capacities of the modified D401 chelating resin for Pb²⁺ increase by 77%–129%, and Langmuir isothermal adsorption model is more suitable for the equilibrium adsorption data. Adsorption is an endothermic process that runs spontaneously. Kinetic analysis shows that the adsorption rate is mainly governed by liquid film diffusion. The best pH value under adsorption condition is 4–5. The saturated resin can be regenerated by 3 mol/L nitric acid, and the adsorption capacity remains stable after five consecutive adsorption-desorption cycles. The maximal static saturated adsorption capacity of the resin is 206 mg/g at 333 K in the Pb²⁺ concentration range of 200–400 mg/L. The modified D401 chelating resin is an efficient adsorbent for the removal of Pb²⁺ from its single-metal ion solution. Foundation item: Project(708049) supported by the Important Item Cultivation Foundation of Scientific Innovation Project of Colleges and Universities of China     

改良A^2／O工艺在城市污水中的应用

针对石家庄市桥西污水处理厂二期工程采用的改良A^2／O工艺的3种不同工况;并结合该厂污水处理工艺流程和实际运行情况进行了论述。运行结果表明：改良A^2／O处理效果稳定,除磷脱氮效果明显,适宜应用于大型污水处理厂,经过二级处理,出水能够达到排放标准,三级处理后可作为中水回用。’     

Adsorption of Pb^2＋ on macroporous weak acid adsorbent resin from aqueous solutions： Batch and column studies

The adsorption properties of a novel macroporous weak acid resin (D152) for Pb²⁺ were investigated with chemical methods. The optimal adsorption condition of D152 resin for Pb²⁺ is at pH 6.00 in HAc-NaAc medium. The statically saturated adsorption capacity is 527 mg/g at 298 K. Pb²⁺ adsorbed on D152 resin can be eluted with 0.05 mol/L HCl quantitatively. The adsorption rate constants determined under various temperatures are k _{288 K}=2.22×10⁻⁵ s^t-1, k _{298 K}=2.51×10⁻⁵ s⁻¹, and k _{308 K}= 2.95×10⁻⁵ s⁻¹, respectively. The apparent activation energy, E _a is 10.5 kJ/mol, and the adsorption parameters of thermodynamics are ΔH ^Θ=13.3 kJ/mol, ΔS ^Θ=119 J/(mol·K), and ΔG ^Θ 298 K =−22.2 kJ/mol, respectively. The adsorption behavior of D152 resin for Pb²⁺ follows Langmuir model. Foundation item: Project(2008F70059) supported by the Scientific and Technological Research Planning of Zhejiang Province, China