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回料利用对食品工业污泥生物干化的影响

中国环境科学 2024年第4期44卷 2148-2155页

作者：朱梓涵刘翌锶孙小婷周子安黄岩董黎明北京工商大学中国轻工业清洁生产和资源综合利用重点实验室北京100048 北京工商大学国家环境保护食品链污染防治重点实验室北京100048 四川路航建设工程有限公司四川成都610041

利用热风系统进行食品工业脱水污泥生物干化的污泥作为回料,在相同条件下探究不同比例回料利用对污泥生物干化效果的影响.结果表明,回料:稻草:污泥=1:1:4(质量比)时生物干化效果最好,高温期可维持72h且每日累积温度TD为30.96℃/d,单位... 详细信息

利用热风系统进行食品工业脱水污泥生物干化的污泥作为回料,在相同条件下探究不同比例回料利用对污泥生物干化效果的影响.结果表明,回料:稻草:污泥=1:1:4(质量比)时生物干化效果最好,高温期可维持72h且每日累积温度TD为30.96℃/d,单位水分去除量为287.45g/kg WM,但延长了生物干化周期,使得处理污泥负荷降低.三维荧光光谱分析表明回料利用实验组在生物干化高温期腐殖酸和富里酸类物质增多,TC由生物干化前的243.8~264.2g/kg WM下降至生物干化后的191.7~224.9g/kg WM,回料可增加TC保留量.单位水分去除所产生的CO_(2)排放量为168.7~226.9L CO_(2)/kg H_(2)O,利用回料可以提高混合物料的自由空域、增加了通风生物干化过程中的含氧量从而降低单位水分去除所产生的CO_(2)排放量.未添加回料的实验组TN在生物干化前后未出现明显变化,而回料利用条件下TN由最初的29.4~31.1g/kg WM持续升高至31.6~31.8g/kg WM,这主要是由于干化过程中水分的蒸发和有机物矿化导致的TN的浓缩效应.能量平衡分析结果表明,利用回料可有效降低翻堆和实验过程带来的热量散失,回料:稻草:污泥=1:1:4时水分蒸发所用热量数值最大但占比有所下降,占总消耗热量的78.25%.添加回料可有效提高水分去除以及碳氮保留,同时会增加生物干化后物料的腐熟程度,降低稻草调理剂用量,说明回料利用在食品工业脱水污泥热风系统生物干化中具有优化作用.

关键词：回料热通风食品工业污泥生物干化能量平衡

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基于深度学习的污水处理厂出水总磷预测方法

工业水处理 2024年

作者：安昱宁朱四富刘静杜立伟刘长青青岛理工大学环境与市政工程学院北京市永定河管理处青岛海泊河水务运营有限公司

水体中磷含量过高是造成水体富营养化的关键因素之一，故总磷是污水处理的一项重要水质控制参数，传统总磷测试方式无法实现出水总磷的实时监测，不利于处理过程的智能化发展。使用BP神经网络(BPNN)、卷积神经网络(CNN)、长短期记忆递... 详细信息

水体中磷含量过高是造成水体富营养化的关键因素之一，故总磷是污水处理的一项重要水质控制参数，传统总磷测试方式无法实现出水总磷的实时监测，不利于处理过程的智能化发展。使用BP神经网络(BPNN)、卷积神经网络(CNN)、长短期记忆递归神经网络(LSTM)、Informer建立了污水处理厂出水总磷浓度预测模型。通过对模型之间性能评估指标的分析：BPNN模型的R2为0.459 7，模型的预测结果平稳性差；CNN模型的各项评估指标都较差，不适用于污水处理厂出水总磷的预测；LSTM模型的MSE、RMSE、MAE和R2分别为0.008 2、0.090 5、0.068 4和0.606 8，模型预测精度较高；informer模型的MSE、RMSE、MAE相比LSTM模型分别降低了21.95%、11.60%、28.65%，R2较LSTM模型提高了19.94%，较LSTM模型具有明显的预测优势。informer模型预测精度高且泛用性强，预测结果平稳性好，能有效预测污水处理工艺的出水总磷浓度，对于污水处理厂提高实时智能化水平、优化处理工艺、提高除磷效率、调控减少能耗和实现碳中和具有重要意义。

关键词：深度学习总磷预测污水处理神经网络 informer

基于宏细观模型的黏弹性复合材料层合板阻尼预测

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复合材料科学与工程 2024年

作者：朱遂安张鸿李湘萍刘兵飞中国民航大学中欧航空工程师学院中国民航大学航空工程学院

提出了一种基于宏细观模型求解复合材料层合板模态阻尼的有限元方法。该方法以层合板的模态分析结果作为边界条件输入基体为粘弹性的单向纤维RVE模型，计算了具有频率依赖性与应变依赖性的各向损耗因子，并结合应变能法在宏观模型中引... 详细信息

提出了一种基于宏细观模型求解复合材料层合板模态阻尼的有限元方法。该方法以层合板的模态分析结果作为边界条件输入基体为粘弹性的单向纤维RVE模型，计算了具有频率依赖性与应变依赖性的各向损耗因子，并结合应变能法在宏观模型中引入符合实际分布的阻尼，借助有限元软件中复频率分析步求解层合板的模态阻尼。与已有的阻尼预测方法相比，本方法的计算结果变化趋势更接近实验数据，且只需定义细观组分的材料属性即可实现任意体积分数、任意铺层的复合材料阻尼预测，具有更加广泛的适用性，为利用通用有限元软件分析各类复合材料提供了参考。

关键词：宏细观模型模态阻尼有限元分析应变能法

柠檬酸行业废石膏与CO的协同矿化与工艺模拟

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中国环境科学 2024年

作者：黄岩朱梓涵周子安孙小婷董黎明于素萍北京工商大学中国轻工业清洁生产和资源综合利用重点实验室国家环境保护食品链污染防治重点实验室

为实现柠檬酸行业生产过程二氧化碳捕集和废石膏资源化的高效协同，本研究基于柠檬酸生产过程的CO2排放特征，开展了利用氯化铵盐浸废石膏溶液吸收CO2工艺条件的研究，并利用Aspen Plus进行了协同矿化的工艺模拟.实验结果表明，1L柠檬... 详细信息

为实现柠檬酸行业生产过程二氧化碳捕集和废石膏资源化的高效协同，本研究基于柠檬酸生产过程的CO2排放特征，开展了利用氯化铵盐浸废石膏溶液吸收CO2工艺条件的研究，并利用Aspen Plus进行了协同矿化的工艺模拟.实验结果表明，1L柠檬酸发酵液产生约20L含80%CO2(V/V)废气;当氯化铵初始浓度为2mol/L且浸提废石膏100min时的Ca2+浓度可达0.062mol/L;基于优化的吸收工艺条件可实现矿化33%的CO2并产生约192gCaCO3/kg无水柠檬酸。采用Aspen Plus的全混釜反应器工艺模拟结果表明，当控制CO2进口流量为0.6kmol/h时，控制适宜的氨水和石膏进口流量，可实现CO2达96.4%的矿化率和100%的石膏转化率，协同矿化效果最好.

关键词：柠檬酸行业废石膏 CO 协同矿化 Aspen工艺模拟

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人类祖先竟是鱼？化石提供重要证据

光明少年 2024年第3期 45-47页

作者：朱幼安中国科学院古脊椎动物与古人类研究所

中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员朱敏团队发现的一批古鱼类化石揭示了有颌脊椎动物的崛起过程。相关科研论文在国际学术期刊《自然》发表，为“从鱼到人”演化史的早期历程提供更多关键证据。科研团队发现的...

中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员朱敏团队发现的一批古鱼类化石揭示了有颌脊椎动物的崛起过程。相关科研论文在国际学术期刊《自然》发表，为“从鱼到人”演化史的早期历程提供更多关键证据。科研团队发现的古鱼有何特点？鱼类的演化是否会继续发生？我们的祖先，究竟是鱼还是猿猴？

关键词：

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遥感统计推断理论与应用初探

光谱学与光谱分析 2024年第3期44卷 891-900页

作者：朱渭宁浙江大学海洋学院东海实验室浙江舟山316021

提出一种新的介于遥感分类(定性分析)与遥感反演(定量分析)之间的遥感定性-定量分析方法,即遥感统计推断。遥感统计推断在理论上基于统计光学和概率分布变换,主要研究在一定区域范围内的地物参数的概率分布特征(如土壤的湿度、温度,水... 详细信息

提出一种新的介于遥感分类(定性分析)与遥感反演(定量分析)之间的遥感定性-定量分析方法,即遥感统计推断。遥感统计推断在理论上基于统计光学和概率分布变换,主要研究在一定区域范围内的地物参数的概率分布特征(如土壤的湿度、温度,水体盐度、叶绿素浓度等)如何改变和影响传感器所观测到的光学参数(如地表反射率、水体的遥感反射率等)的概率分布特征(称之为光谱概率分布),以及如何基于传感器观测到的光谱概率分布去反向推断地物参数在此区域内的统计分布特征,从而为刻画地物参数提供相应的定性与定量信息。相比于传统的遥感分类和反演,遥感统计推断的优点在于:(1)能够快速地获取地物参数的全局统计特征,如均值、方差、极值等等,而不需要反演分析每一个像素光谱,这一优点对于当前很多基于大数据、高分辨率的遥感应用尤为重要,因为有些应用部门的管理人员最感兴趣的往往是管理对象(如湖泊、水库、农田)的整体特征,他们并不需要知道在每一个像素处的地物参数的大小;(2)地物的光谱概率分布可以直接用于地物的分类研究,提供了一种有别于基于像素光谱签名特征的传统遥感分类的新分类方法,这种方法提供的是研究区域的整体分类(如一个湖泊的分类)而不是每个像素的分类(如水质的分类);(3)遥感统计推断可以为遥感反演建模提供辅助信息,基于这些信息调整反演模型的函数和/或参数,使得反演模型结果的统计特征与遥感统计推断的结果相匹配。该文简要介绍了遥感统计推断的一些基本概念、原理以及其相较于遥感分类和反演的优势、推断的适用对象和面向推断的遥感数据处理方法,分析了国内主要湖泊水体的光谱概率分布特征,并基于杭州西湖实地采测数据,提出了一种基于自展法(bootstrap-based)的用于推断关键统计分布参数(例如西湖悬浮颗粒浓度的平均值)的简易遥感统计推断方法。

关键词：遥感统计推断光谱概率分布统计光学水色遥感自展法

红枫湖流域农业面源污染治理的生物地球化学垒体系构建初探

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地球与环境 2024年第1期52卷 76-85页

作者：岑模珊朱蒋洁计永雪陈敬安曾艳中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049 贵州大学资源与环境工程学院贵阳550003 贵州财经大学管理科学与工程学院贵阳550025

在点源污染得到有效控制后,流域内农业面源污染逐渐成为了湖库氮、磷等营养物质外源输入的主要贡献者。本研究选取红枫湖流域农田土壤为研究对象,对其添加改良剂并种植植物来构建生物地球化学垒,并对其氮、磷拦截效应进行了综合评估。... 详细信息

在点源污染得到有效控制后,流域内农业面源污染逐渐成为了湖库氮、磷等营养物质外源输入的主要贡献者。本研究选取红枫湖流域农田土壤为研究对象,对其添加改良剂并种植植物来构建生物地球化学垒,并对其氮、磷拦截效应进行了综合评估。研究结果表明,添加Al_(2)(SO_(4))_(3)、CaCl_(2)与钠基膨润土显著提高了土壤对NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和磷的拦截率,降低其流失程度。其中,对土壤添加CaCl_(2)改性钠基膨润土并种植植被构建的生物地球化学垒,对NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N和磷的综合拦截效果最佳,截留率分别为87%、95%、93%。而添加了FeSO_(4)的土壤,NO_(3)^(-)-N的淋失程度增强,不宜选取。种植植物后,植物生长对土壤中氮和磷有一定的活化作用,导致模拟径流中NH_(4)^(+)-N和溶解性磷浓度较种植植物前升高,但是均低于对照组。而且种植植物后经改良的土壤单元有效磷(Olsen-P)较种植植物前显著降低,也反映出植物对土壤磷的活化利用。综上表明,通过对土壤添加Al_(2)(SO_(4))_(3)、CaCl_(2)与钠基膨润土并种植适生植物(黑麦草和白花三叶草)来构建生物地球化学垒,可以实现红枫湖小流域内的氮、磷等污染物拦截和植物生长两相促进,从而有效、持续拦截土壤氮、磷,降低其流失程度,对实现农业面源污染的可持续治理具有重要意义。

关键词：农业面源污染氮磷地表径流生物地球化学垒

FedRCD: 一种基于分布提取与社区检测的聚类联邦学习算法

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计算机科学 2024年

作者：王瑞聪边耐政吴英俊湖南大学信息科学与工程学院

将客户端聚类并在簇内进行联邦学习是缓解传统联邦学习算法在非独立同分布（Non-IID）数据场景下表现不佳的一类有效方法。这类方法主要通过使用客户端本地模型的参数来表征数据特性，并利用参数间的“距离”来评估相似性，从而实现客... 详细信息

将客户端聚类并在簇内进行联邦学习是缓解传统联邦学习算法在非独立同分布（Non-IID）数据场景下表现不佳的一类有效方法。这类方法主要通过使用客户端本地模型的参数来表征数据特性，并利用参数间的“距离”来评估相似性，从而实现客户端的聚类，但是，由于神经网络神经元的置换不变性，可能会导致聚类效果不准确。此外，这类方法通常需要预设聚类数量，可能产生不合理的聚类，或者需要在算法迭代过程中进行聚类，这将带来显著的通信开销。在深入分析了现有方法的缺点之后，我们提出了一种新颖的联邦学习算法FedRCD，该算法结合了自编码器和K-Means算法，直接从客户端提取数据集的分布信息来描述其特性，从而降低了对模型参数的依赖；FedRCD还将客户端关系组织成图结构，并通过Louvain算法完成客户端聚类关系的构建，这个过程无需预设聚类数量，使聚类结果更加合理。实验结果显示，FedRCD能更有效地挖掘客户端间的潜在聚类关系，在多种非独立同分布数据场景下，与其他联邦学习算法相比，显著提升了神经网络的训练效果。在CIFAR10数据集上，FedRCD的准确率比经典的FedAvg算法提高了37.08%，比最新发布的FeSEM算法也提高了1.89%，同时展现出更优秀的公平性表现。

关键词：联邦学习非独立同分布分布提取社区检测 Louvain算法

开冷温度对420MPa级海洋工程用钢延伸性能的影响

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轧钢 2024年第3期 21-28页

作者：李家安赵坦李文斌李俊博金耀辉朱隆浩海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室鞍钢股份有限公司

针对工业生产的420 MPa级海洋工程用钢进行了研究。采用轧后弛豫相变技术对实验钢板微观组织进行控制，得到3种不同铁素体与贝氏体（F/B）比例的双相组织钢板。借助改进的C-J分析方法和应变硬化曲线，分析了硬质相贝氏体比例和软质相铁... 详细信息

针对工业生产的420 MPa级海洋工程用钢进行了研究。采用轧后弛豫相变技术对实验钢板微观组织进行控制，得到3种不同铁素体与贝氏体（F/B）比例的双相组织钢板。借助改进的C-J分析方法和应变硬化曲线，分析了硬质相贝氏体比例和软质相铁素体晶粒尺寸对钢板变形过程中加工硬化行为的影响，并通过EBSD技术验证了双相组织在不同变形阶段的协调变形行为。同时，还分析了两相区弛豫过程中碳扩散对双相组织形貌的影响。结果表明：对于EH420实验钢板，控轧后弛豫开冷温度在650～750℃范围内，贝氏体比例随开冷温度的降低而增加且贝氏体弥散分布程度降低；铁素体平均晶粒尺寸随开冷温度的降低而增大且铁素体出现局部混晶现象，其原因是开冷温度越低则钢板在Ar1到Ar3温度区间停留时间越长，先共析铁素体中碳原子向奥氏体的扩散进行得越充分，导致奥氏体碳富集区域面积增加，快速冷却后转变的贝氏体比例增加、弥散分布程度降低，同时铁素体局部晶粒粗化。钢板拉伸过程的塑性变形主要贡献自铁素体，铁素体比例越高、铁素体平均晶粒尺寸越小，钢板的应力指数mⅡ越低，且mⅡ阶段持续过程更长，出现颈缩时的应变值越大，钢板的延伸性能也越好。因此，提高铁素体比例、铁素体晶粒尺寸均匀性和贝氏体的弥散分布程度是提高EH420钢板延伸性能的主要途径。

关键词：海洋工程用钢延伸性能驰豫控制相变技术铁素体/贝氏体双相钢改进C-J分析方法协调变形