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城市污水泥膜复合厌氧氨氧化系统优化启动及菌群演替规律研究

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城市污水泥膜复合厌氧氨氧化系统优化启动及菌群演替规律研究

作者：张文克青岛大学

学位级别：硕士

与传统硝化-反硝化工艺相比,短程硝化-厌氧氨氧化一体化(SPNA)是一种节能高效的新型污水脱氮工艺。固定生物膜-活性污泥(IFAS)工艺可分别在絮体和生物膜中富集硝化菌和厌氧氨氧化菌(AnAOB),实现絮体和生物膜双污泥龄(SRT)控制,利于实现... 详细信息

与传统硝化-反硝化工艺相比,短程硝化-厌氧氨氧化一体化(SPNA)是一种节能高效的新型污水脱氮工艺。固定生物膜-活性污泥(IFAS)工艺可分别在絮体和生物膜中富集硝化菌和厌氧氨氧化菌(AnAOB),实现絮体和生物膜双污泥龄(SRT)控制,利于实现稳定的主流SPNA工艺。但SPNA-IFAS工艺仍存在短程硝化种泥不普遍、难以稳定维持短程硝化等问题,造成系统易失稳,限制其推广应用。本课题针对以上问题,首先通过接种全程硝化污泥,探究了影响短程硝化系统启动的主要因素;在此基础上,以全程硝化污泥和厌氧氨氧化生物膜为种泥,建立了城市污水SPNA-IFAS系统优化启动策略,并考察了絮体和生物膜中菌群演变规律及机理。最后,考察了进水C/N波动对SPNA-IFAS反应器脱氮性能及菌群互作关系的影响机理。主要研究内容及结论如下:(1)比生物量NH-N负荷(BNL)与氨氧化细菌(AOB)活性对短程硝化系统启动性能的影响研究以人工配水模拟城市污水为处理对象,接种全程硝化污泥,在间歇曝气条件下启动短程硝化反应器。首先,通过改变进水NH-N负荷调控BNL,研究其对短程硝化系统启动性能的影响。结果表明,启动阶段BNL由15.0升高到67.8mg/(L·VSS)利于实现反应器中NO-N积累(39.9%),BNL逐渐降低至60.1mg/(L·VSS)时,平均亚硝酸盐积累率(NAR)从39.9%降低到30.8%,难以维持稳定的NO-N积累。此外,在BNL提高的条件下,AOB活性较高(41.3 mg/(L·h))的反应器可在14天内快速实现30.3%的NO-N积累,AOB活性较低(14.5mg/(L·h))的反应器第41天才出现一定的NO-N积累(18.1%),表明在此条件下高AOB活性可加快短程硝化系统的启动。最后,改变SRT调控BNL,探究其对短程硝化系统启动性能的影响。结果表明,长SRT条件下反应器中NO-N的积累一直较低(11.5%),SRT降低至30天时,平均NAR从11.5%升高到89.6%,且稳定维持了90天,通过调控SRT提高BNL可实现稳定的短程硝化。(2)接种全程硝化污泥和厌氧氨氧化生物膜快速启动SPNA-IFAS系统:脱氮性能与菌群演变规律以人工配水模拟城市污水为处理对象,接种全程硝化污泥和厌氧氨氧化生物膜,在间歇曝气条件下启动SPNA-IFAS反应器,降低絮体SRT,考察启动过程中反应器脱氮性能和菌群演变规律。结果表明,通过接种厌氧氨氧化生物膜和全程硝化污泥第2天就可以快速启动SPNA-IFAS反应器,平均总氮(TN)去除率达到88.5%,出水NO-N浓度为7.2 mg/L,达到较好的脱氮效果。启动过程中,絮体中亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性与丰度明显降低。降低絮体SRT(60 d)后,絮体中AnAOB丰度逐渐从0.213%升高到0.346%,生物膜中AnAOB丰度为0.434%,表明AnAOB逐渐在絮体中富集且占了相当高的比例。NOB活性的抑制,短程反硝化反应的存在以及好氧异养功能的增加是AnAOB在絮体中逐渐富集的主要原因。此外,发现在生物膜中存在同步发酵、短程反硝化、厌氧氨氧化反应的可能性,进一步提高了反应器的长期稳定性。(3)进水C/N波动对SPNA-IFAS系统脱氮性能和菌群互作的影响研究启动SPNA-IFAS反应器后,探究了进水C/N波动(C/N=3.43、2.58、1.71、2.86与2.14)对反应器脱氮性能和菌群互作关系的影响。结果表明,C/N由1.71升高至2.86时,平均TN去除率逐渐从79.0%提高到81.9%,C/N降低(2.86→2.14)时,平均TN去除率逐渐下降至78.4%,C/N升高有利于提高反应器的脱氮性能。根据菌群丰度分析,C/N升高时,絮体和生物膜中AnAOB丰度分别从2.1×10、9.2×10上升到4.6×10、1.5×10copies/L,与脱氮性能变化结果一致。结合微生物菌群结构和污泥粒度分布分析AnAOB生长富集的机理:1)C/N升高时,AOB活性升高(17.2→19.8 mg/(L·h)),NOB活性降低(10.5→9.7 mg/(L·h)),AOB/NOB比值由1.7逐渐升高至2.0,利于短程硝化-厌氧氨氧化反应和AnAOB生长富集。2)可能存在短程反硝化-厌氧氨氧化反应。C/N升高过程中,短程反硝化优势菌Thauera(0.450%→1.959%)和Candidatus＿Competibacter(3.703%→7.025%)相对丰度在生物膜中明显升高,此外,DNB基因丰度在生物膜中逐渐从2.3×10下降至1.7×10copies/L,进一步利于短程反硝化反应,从而能够为AnAOB提供更多的NO-N基质,促进AnAOB生长富集。3)C/N升高时,被鉴定为好氧化学异养功能的基因序列在絮体中

关键词：城市污水处理短程硝化-厌氧氨氧化一体化固定生物膜-活性污泥反应器间歇曝气微生物菌群演变

大数据背景下生物多样性法治保护的变革与挑战

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法制博览 2022年第10期 17-19页

作者：张文克桂林电子科技大学

大数据背景下，大数据与生物多样性法治保护存在紧密联系。大数据在生物多样性法治保护领域的应用使得生物多样性法治信息获取多元化，生物多样性法治保护智慧化。与此同时也促使了生物多样性法治保护的变革，主要体现在三个方面：立法... 详细信息

大数据背景下，大数据与生物多样性法治保护存在紧密联系。大数据在生物多样性法治保护领域的应用使得生物多样性法治信息获取多元化，生物多样性法治保护智慧化。与此同时也促使了生物多样性法治保护的变革，主要体现在三个方面：立法上由重视保护物种群体变革为保护物种个体；行政上由决策偏差化变革为决策科学化；司法上由酌定裁判变革为推定裁判。然而，生物多样性大数据的应用并非完美无缺，大数据在收集、分析、共享及其技术的共享存在一定缺陷，可能导致生物多样性法治保护会面临加剧生态环境的破坏、保护决策错误与加剧物种保护不公平等问题。

关键词：大数据生物多样性大数据生物多样性法治保护

广西自由贸易试验区知识产权仲裁机制的现实困境及完善之路

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商业文化 2022年第5期 14-15页

作者：张文克桂林电子科技大学

当前,广西自由贸易试验区现有的知识产权仲裁机构仅有两个,即于2019 年12 月27 日,由防城港仲裁委员会与防城港市市场监管局联合成立防城港市知识产权纠纷仲裁庭;2021 年5 月7 日,由北海仲裁与市市场监管局(市知识产权局)共同报经市政... 详细信息

当前,广西自由贸易试验区现有的知识产权仲裁机构仅有两个,即于2019 年12 月27 日,由防城港仲裁委员会与防城港市市场监管局联合成立防城港市知识产权纠纷仲裁庭;2021 年5 月7 日,由北海仲裁与市市场监管局(市知识产权局)共同报经市政府批复同意, 并报自治区司法厅同意备案后,组建成立专门解决知识产权纠纷的仲裁调解机构--北海市知识产权仲裁院。从以上两个仲裁机构的组建方式来看,其属于行政与民间力量相结合的方式。同时, 自由贸易试验区知识产权仲裁机构手里的案件少,影响力弱,目前的工作主要以宣传为主,尚未开展专业研究。本文基于此,研究应如何构建广西自由贸易试验区知识产权仲裁机制,才能更好保障中外贸易主体的合法权益,促进广西自由贸易试验区知识产权的稳步发展。

关键词：仲裁委员会仲裁机构知识产权仲裁庭自由贸易试验区中外贸易仲裁调解组建方式

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加工时间不确定的炼钢-连铸区间多目标优化调度

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中国管理科学 2024年第8期 95-106页

作者：李铁克苏艺璇张文新王柏琳北京科技大学经济管理学院钢铁生产制造执行系统技术教育部工程研究中心

加工时间不确定是炼钢-连铸生产中普遍存在且具有代表性的一类不确定因素。针对其调度问题，采用三参数区间数描述加工时间不确定性信息，建立了以炉次总等待时间和浇次开浇时间提前/拖期总惩罚最小化为优化目标的区间多目标混合整数规... 详细信息

加工时间不确定是炼钢-连铸生产中普遍存在且具有代表性的一类不确定因素。针对其调度问题，采用三参数区间数描述加工时间不确定性信息，建立了以炉次总等待时间和浇次开浇时间提前/拖期总惩罚最小化为优化目标的区间多目标混合整数规划模型，并结合问题特征，设计了一种基于分类进化策略的改进快速非支配排序区间多目标遗传算法。在算法中，融合区间数相关操作提出了区间意义下的逆序并行倒推解码法和基于机器选择规则的种群初始化混合策略，设计了基于个体拥挤距离的交叉变异算子分类进化策略，并提出对种群中重复个体执行再变异操作，以维持种群多样性。基于实际生产数据的仿真实验验证了区间多目标优化算法在求解质量和求解效率方面的有效性。

关键词：炼钢-连铸生产调度加工时间不确定区间多目标优化遗传算法

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水灰比、砂率及纳米碳纤维对混凝土微波加热性能的影响

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公路 2024年 275-282页

作者：胡海燕张文水吴文克赵东山西水利职业技术学院太原理工大学土木工程学院中交第一公路勘察设计研究院有限公司同济大学土木工程学院

通过调整水灰比和砂率,研究了混凝土基本参数对其微波加热性能的影响,并对比分析了水灰比和砂率对混凝土力学性能及微波加热性能的影响程度。为提高混凝土的微波加热性能,以纳米碳纤维为吸波剂,研究了其对混凝土升温速率、温度分布、除... 详细信息

通过调整水灰比和砂率,研究了混凝土基本参数对其微波加热性能的影响,并对比分析了水灰比和砂率对混凝土力学性能及微波加热性能的影响程度。为提高混凝土的微波加热性能,以纳米碳纤维为吸波剂,研究了其对混凝土升温速率、温度分布、除冰效率等的影响。并通过介电常数试验和电阻率试验,分析了纳米碳纤维的影响机理。结果表明:随着水灰比和砂率的增大,混凝土的微波加热性能不断增强;与水灰比相比,砂率的改变对混凝土微波加热性能的影响程度更大;改变砂率对于混凝土微波加热性能的影响比对力学性能的影响更为显著;纳米碳纤维通过增大混凝土的介电常数、降低混凝土的电阻率,从而增强混凝土的介电损耗能力和电阻损耗能力,进而提高混凝土的微波加热性能;纳米碳纤掺量越大,混凝土的微波加热性能越佳。

关键词：混凝土微波加热水灰比砂率纳米碳纤维

外源全程硝化污泥对城市污水SPNA系统的影响

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中国环境科学 2022年第9期42卷 4122-4128页

作者：贺昭铭刘佳妮田亚茹于德爽苗圆圆张文克马国成赵鑫超袁悦青岛大学环境科学与工程学院山东青岛266071 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

为强化城市污水短程硝化-厌氧氨氧化(SPNA)系统脱氮性能与稳定性,在间歇曝气条件下研究投加外源全程硝化污泥对城市污水SPNA系统的影响及机理.结果显示,空白组(SBR3)总氮去除率由35.5%升高至66.3%,短周期分批次投加外源全程硝化污泥(SB... 详细信息

为强化城市污水短程硝化-厌氧氨氧化(SPNA)系统脱氮性能与稳定性,在间歇曝气条件下研究投加外源全程硝化污泥对城市污水SPNA系统的影响及机理.结果显示,空白组(SBR3)总氮去除率由35.5%升高至66.3%,短周期分批次投加外源全程硝化污泥(SBR2,投加周期为5d,投加比为2.5%)与长周期分批次投加(SBR1,投加周期为20d,投加比为10%)的SPNA系统总氮去除率分别由31.7%和36.5%升高至76.3%和67.2%,这表明,投加全程硝化污泥有利于提高SPNA系统的脱氮性能,且当投加总量相同时,短周期分批次投加的效果优于长周期分批次投加.功能菌活性结果与脱氮效果一致,SBR1~SBR3的厌氧氨氧化菌(AnAOB)最大活性分别由3.43mg-N/(L·h)升高至7.66,8.19和7.31mg-N/(L·h),氨氧化细菌(AOB)与亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性比分别为8.79,9.83和8.78.在间歇曝气条件下投加全程硝化污泥,可选择性抑制NOB、富集AOB,提高AOB与NOB的活性比,利于稳定短程硝化效果,为AnAOB提供稳定的基质,且短周期分批次投加可降低外源硝化污泥中的NOB对系统的冲击,更有利于实现高AOB与NOB活性比,提高系统稳定性.此外,内源短程反硝化菌Candidatus_Competibacter相对丰度明显升高,可为AnAOB提供更多的亚硝酸盐氮,进一步利于AnAOB富集.

关键词：短程硝化-厌氧氨氧化一体化生物添加全程硝化污泥间歇曝气高通量测序影响因素

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融合LPCC和MFCC特征参数的语音识别技术的研究

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融合LPCC和MFCC特征参数的语音识别技术的研究

作者：张文克湘潭大学

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随着计算机技术和通信技术的快速进步与发展,人们迫切地需求实现人与计算机之间的交互,就是要让机器能够听明白人类说出的话或者下达的命令,这就促使了语音识别技术得到了迅猛地发展和进步。经过60多年的研究和发展,语音识别技术的研究... 详细信息

随着计算机技术和通信技术的快速进步与发展,人们迫切地需求实现人与计算机之间的交互,就是要让机器能够听明白人类说出的话或者下达的命令,这就促使了语音识别技术得到了迅猛地发展和进步。经过60多年的研究和发展,语音识别技术的研究已经取得了一些较好的成果,但是要自然流畅地跟计算机进行语言交流还是存在一些难以解决的技术难题,有待相关专家和研究人员进行更进一步的研究和探索。本文首先介绍了语音识别技术的一些基本原理、关键技术及系统框架。从整体上研究和分析了语音识别系统的主要构成部分:预处理部分、特征提取部分、模型训练部分、模型参数库部分以及模式匹配部分。重点研究了LPCC特征参数和MFCC特征参数提取算法的详细推导过程及具体实现步骤。LPCC特征参数提取过程是先对语音信号进行线性编码技术LPC分析和计算,得到LPC系数,然后对其进行求倒谱得到LPCC系数。MFCC特征参数提取过程是对语音信号先进行FFT变换,然后经过MEL滤波器组,再进行取对数计算和DCT变换得到MFCC系数。另外,还介绍一种新型的特征参数——LPMFCC,其提取过程是上述两种特征参数提取过程的结合形式,即先求取LPC系数,再对其进行梅尔倒谱计算。在对比分析LPCC特征参数和MFCC特征参数的优缺点的基础上,提出了一种融合LPCC特征参数和MFCC特征参数提取算法——一种基于Fisher准则的融合特征参数提取算法,并设计了两种算法实现方案。本文的研究重点是对语音信号的特征参数提取算法的研究及改进。在对LPCC特征参数和MFCC特征参数提取算法的研究和分析的基础上,提出一种融合两者特征参数提取算法,评价其算法的优劣标准是对语音识别系统的识别率、时效性及抗噪性的影响。本文通过MATLAB仿真软件进行了大量的对比实验分析了这几种特征参数提取算法对语音识别系统的各方面性能的影响。实验结果表明,本文提出的基于Fisher准则的融合特征参数提取算法提取得到的特征参数比LPCC特征参数和MFCC特征参数能够更好地表征语音信号的特征,提高语音识别系统的识别率,对背景噪声的抗干扰性能也得到了加强,在系统的实效性方面影响不是很大,所以本文提出的融合特征参数提取算法更适合用于语音识别系统,能够更好地投入到实际应用中。

关键词：语音识别 LPCC MFCC Fisher准则特征融合

松辽黑猪NR6A1和VRTN基因多态性与肋骨数的关联分析

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松辽黑猪NR6A1和VRTN基因多态性与肋骨数的关联分析

作者：张文克吉林农业大学

学位级别：硕士

在生产过程中发现松辽黑猪群体中的不同个体之间存在肋骨数量的差异。结合松辽黑猪的选育历史,为了解析松辽黑猪群体中肋骨数的差异,本研究以松辽黑猪为试验对象群体,选用杜长大三元杂交猪为试验对照群体,分别采集了173头松辽黑猪和283... 详细信息

在生产过程中发现松辽黑猪群体中的不同个体之间存在肋骨数量的差异。结合松辽黑猪的选育历史,为了解析松辽黑猪群体中肋骨数的差异,本研究以松辽黑猪为试验对象群体,选用杜长大三元杂交猪为试验对照群体,分别采集了173头松辽黑猪和283头杜长大三元杂交猪的背最长肌组织样本为试验材料,提取基因组DNA,并且按采样顺序记录了肋骨数表型值。分别选取与脊椎数量显著相关的NR6A1和VRTN为候选基因,运用PCR-RFLP和基因分型技术,筛选候选基因的多态位点,并进一步与肋骨对数表型值进行相关分析,以期为松辽黑猪在品种内选育和提高多肋品系提供比较理想的分子标记和理论依据。本研究取得结果如下:NR6A1基因的相关研究区域在杜长大三元杂交群体中不存在基因多态性,但在松辽黑猪群体中存在基因多态性,在目的片段184bp处存在A>G突变;VRTN基因的相关研究区域在杜长大三元杂交群体和松辽黑猪群中存在基因多态性,在目的片段112bp处存在一个大约289bp的插入突变;验证了NR6A1基因目的片段的Nci I酶切位点在杜长大三元杂交群体内存在选择清除效应,NR6A1基因目的片段的NciI酶切位点在松辽黑猪群体内存在AA、AG、GG三个基因型,且该酶切位点在松辽黑猪群体内处于Hardy-Weinberg平衡状态,遗传多态性处于中度多态;VRTN基因目的片段的ins/ins、ins/-和-/-三种基因型在杜长大三元杂交群体和松辽黑猪群体内均存在,该插入突变位点在杜长大三元杂交群体和松辽黑猪群体均处于Hardy-Weinberg平衡状态,遗传多态性处于中度多态;NR6A1基因的184A>G位点松辽黑猪个体的肋骨数表型变异现象不存在关联性,VRTN基因112bp位点的插入突变与杜长大三元杂交猪和松辽黑猪的肋骨数表型变异现象存在一定的关联性,因此该插入突变位点很有可能成为松辽黑猪在品种内选育和提高多肋品系的理想分子标记。

关键词：松辽黑猪 NR6A1基因 VRTN基因多态性肋骨数

自动分拣仓库中多载量AGV调度与路径规划算法

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计算机集成制造系统 2024年第4期30卷 1458-1471页

作者：余娜娜李铁克张文新袁帅鹏张卓伦王柏琳郑州航空工业管理学院管理工程学院河南郑州450046 北京科技大学经济管理学院北京100083 钢铁生产制造执行系统技术教育部工程研究中心北京100083

在自动分拣仓库中,多载量自动导引小车(AGV)具有强运输能力,但其多载量特征也增加了调度与路径规划的复杂性。针对多载量AGV调度与路径规划的协同优化问题,以最小化最大搬运完成时间为目标,建立了该问题的混合整数线性规划模型,并提出... 详细信息

在自动分拣仓库中,多载量自动导引小车(AGV)具有强运输能力,但其多载量特征也增加了调度与路径规划的复杂性。针对多载量AGV调度与路径规划的协同优化问题,以最小化最大搬运完成时间为目标,建立了该问题的混合整数线性规划模型,并提出一种聚类协同优化算法。算法首先定义了包裹相似度,设计聚类算法划分包裹组,使每个包裹组可由多载量AGV在一次作业中完成分拣;进而针对问题的多决策特征,设计协同进化遗传算法对包裹组进行指派和排序,并将无冲突路径规划算法引入到协同进化遗传算法的解码方案中,用以搜索最优路径并解决多AGV路径冲突,从而实现了多载量AGV调度与路径规划的协同优化。通过不同问题规模的仿真实验验证了所提算法的高效性和稳定性。

关键词：多载量自动导引小车调度路径规划协同优化自动分拣仓库

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