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纳滤工艺在管道直饮水处理中的运行优化及中试研究

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纳滤工艺在管道直饮水处理中的运行优化及中试研究

作者：沈虎山东建筑大学

学位级别：硕士

随着经济社会的发展,人们对于饮用水水质的要求越来越高,高品质直饮水成为了许多新建小区的标准配置。传统处理工艺虽然能够达到饮用水水质标准,但在去除硬度、无机盐和其他污染物方面效果不佳,饮用口感较差;而反渗透工艺会去除水中绝... 详细信息

随着经济社会的发展,人们对于饮用水水质的要求越来越高,高品质直饮水成为了许多新建小区的标准配置。传统处理工艺虽然能够达到饮用水水质标准,但在去除硬度、无机盐和其他污染物方面效果不佳,饮用口感较差;而反渗透工艺会去除水中绝大多数的离子,不利于居民的长期饮用。基于纳滤的深度处理技术是较为成熟的直饮水制备方法,但由于膜污染而造成的产水率低、运行维护成本高等,是亟待解决的工程应用难题。本课题围绕直饮水的高效制备技术,构建纳滤工艺并优化运行参数以强化污染物去除效能。提出了微气泡膜污染控制和膜清洗技术,构建了小试和中试规模工艺系统,探究和验证了微气泡膜污染控制技术的效能和工程应用潜力,为实际生产应用奠定基础。(1)针对直饮水处理工艺中的纳滤膜进行优选,使用响应曲面法对优选后的纳滤膜进行工艺参数优化并对预测的最佳运行参数进行验证。对比4种纳滤膜对无机污染物的去除效能,选用对二价离子及总硬度去除效果较优的1#膜进行研究;运用响应曲面法优化运行参数,分析了进水的pH、压力和回收率对纳滤工艺运行效能的影响,建立膜通量与脱盐率的回归模型。确定工艺最佳运行参数为pH=7.344、进水压力5 bar、回收率13.50%。采用优化后的最佳运行参数进行纳滤工艺除污效能研究,记录并分析工艺运行中的参数变化,结合SEM-EDS进行膜污染分析。结果表明,在最优工况条件下对浊度、电导率、总硬度、总碱度、溶解性总固体、无机盐离子、TOC和UV等均具有较好的去除效果。对运行中膜通量、跨膜压差变化以及SEM-EDS分析可知纳滤膜污染主要以无机结垢为主,膜污染程度较轻。(2)通过微气泡进行膜污染控制和膜污染清洗,并与传统的膜污染控制和膜清洗方法进行对比,通过表征分析各方法对膜的影响。使用粒径在0.1μm～200μm的微气泡验证膜污染控制和膜清洗效果,采取连续通入、间歇通入和投加阻垢剂的方式进行对比。结果表明,在连续和间歇通入微气泡时,最终的比膜通量比无控制措施提高了6.3%和2.9%,比投加阻垢剂提高了1.5%、3.6%和1.9%、0.2%,表明微气泡的通入可以有效控制膜污染并能恢复部分膜通量,但膜污染清洗效果有限。傅里叶红外结果显示,与阻垢剂相比微气泡不会改变膜表面官能团,对膜聚合物层影响小且不会造成二次污染。采用1%EDTA-4Na、2%柠檬酸和微气泡分别模拟碱洗、酸洗和微气泡的膜污染清洗技术运行4个周期。结果表明,膜通量恢复率会随清洗次数的增加而逐渐降低,微气泡清洗的降低更为明显,说明微气泡清洗效果有限。但酸洗和碱洗均会导致膜的平均孔径增大,并影响膜的疏水性,导致接触角发生变化。而微气泡清洗后膜的物理化学性质基本不发生变化,对膜材料较为友好。(3)进一步构建了以纳滤工艺为核心的管道直饮水中试装置,在最优工况条件下考察了工艺的除污效能,并通过参数变化和SEM-EDS分析验证微气泡在中试条件下延缓膜污染的效果。在连续运行的100天内,对电导率和浊度的去除率分别达到了80%和50%以上,对二价离子的去除率均在94%以上,对TOC和UV的去除效率分别在67%～71%和75%～81%之间。随着装置的不断运行,膜通量逐渐降低,跨膜压差逐渐增大,但幅度较小。这表明微气泡的通入使得膜通量下降速度减缓,阻垢效果较好。SEM-EDS分析显示,膜表面存在较大尺寸的颗粒沉积物,但沉积物结构松散,说明膜表面的无机污染较轻,且未发现明显的有机膜污染和生物膜污染。

关键词：纳滤工艺管道直饮水参数优化膜污染控制膜污染清洗

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基于元胞自动机的城市内涝风险识别模型研究

水利水电技术(中英文) 2024年

作者：陈前虎沈铷桑陈甜甜杨泓哲浙江工业大学设计与建筑学院

【目的】目前的城市内涝模拟模型面临着资料要求高、计算量大、适用尺度小等诸多挑战，探索简便高效、操作性强的内涝模拟模型，可为缺乏资料的城市提供识别内涝风险、提升防灾水平的有力工具。【方法】集成元胞自动机对复杂系统的模拟... 详细信息

【目的】目前的城市内涝模拟模型面临着资料要求高、计算量大、适用尺度小等诸多挑战，探索简便高效、操作性强的内涝模拟模型，可为缺乏资料的城市提供识别内涝风险、提升防灾水平的有力工具。【方法】集成元胞自动机对复杂系统的模拟能力和地理信息系统平台的空间数据处理能力，结合水文水力学原理定义元胞及其规则，建立城市内涝风险识别模型；利用开源数据，将模型应用于杭州主城八区；对比已有研究讨论模型的适用性和局限性。【结果】（1）元胞边长为60m、时间步长为4min的模拟结果最好，参数率定与模型验证的纳什效率系数分别为0.9693和0.9714。（2）2021年研究区百年一遇短时强降雨条件下，建设用地中内涝风险区占比6.94%；将雨水管渠设计重现期由5a一遇提升至10a一遇，内涝风险区占比降至6.30%。（3）该模型不需要划分汇水区、数据资料要求少，在平原城市短时强降雨的内涝模拟中具有良好的实用性及和易操作性；但也存在物理机制弱、模拟结果不够精细等局限。【结论】基于CA的城市内涝风险识别模型并不是水文水力学数值模型的改进，而是在权衡数据资料要求、模型运算效率、识别结果准确性等多方面因素之后建立的简化模型，对平原城市内涝防治具有较好的适用性。

关键词：极端暴雨城市内涝风险识别元胞自动机数值模拟降水径流气候变化

基于大数据变量最优组合的违约预测模型——以中国小企业为例

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系统工程理论与实践 2024年第3期44卷 912-931页

作者：沈隆周颖大连理工大学经济管理学院大连116024

以提升商业银行企业客户信用风险识别和管理水平为目的,本文提出了一种系统的违约预测方法.一是在高维大数据变量集的构建上,通过基尼指数最小,反推出指标区间划分的最优切分点,确保决策树群中的每一个路径能最大限度地区分客户违约与否... 详细信息

以提升商业银行企业客户信用风险识别和管理水平为目的,本文提出了一种系统的违约预测方法.一是在高维大数据变量集的构建上,通过基尼指数最小,反推出指标区间划分的最优切分点,确保决策树群中的每一个路径能最大限度地区分客户违约与否,并把每一个路径作为一个虚拟变量,即客户属于这个路径则变量数值取1,否则为0.二是在虚拟变量的降维上,通过Lasso回归的违约预测误差最小,反推一组最优的虚拟变量组合.三是以客户判对率之和最高反推逻辑回归模型的最优违约预测临界点,提高了违约企业预测的准确率.实证研究表明,1)决策树路径变量的违约鉴别能力要强于原始信用指标,信息含量更丰富.2)净利润现金含量,城市居民人均可支配收入和企业法律纠纷情况指标对中国小企业的违约预测具有重要影响,这3个指标的个数占比是3.704%,精度贡献占比却达到了41.639%.3)该方法在准确性和稳健性方面优于对比模型,可以揭示影响企业信用风险的关键因素和关键阈值,为商业银行授信审批和贷前审查工作提供依据.且该方法可以拓展到个人以及大、中型企业违约预测模型的构建.

关键词：违约预测大数据决策树路径变量 Lasso 违约预测临界点

免疫抑制治疗的肾脏疾病患者并发肺孢子菌肺炎的临床特点及死亡风险因素分析

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中华预防医学杂志 2024年第5期58卷 673-678页

作者：沈存许戎首都医科大学附属北京中医医院肾病科北京100010 北京大学第一医院肾内科北京大学肾脏疾病研究所中国医学科学院免疫介导肾病诊治创新单元北京100034

探讨免疫抑制治疗的肾脏疾病患者并发耶氏肺孢子菌肺炎(PJP)的临床特点及死亡风险因素。采用回顾性病例系列研究。收集2006年1月1日至2021年8月31日在北京大学第一医院肾内科或呼吸科就诊的接受免疫抑制治疗的肾脏疾病合并PJP的52例患者... 详细信息

探讨免疫抑制治疗的肾脏疾病患者并发耶氏肺孢子菌肺炎(PJP)的临床特点及死亡风险因素。采用回顾性病例系列研究。收集2006年1月1日至2021年8月31日在北京大学第一医院肾内科或呼吸科就诊的接受免疫抑制治疗的肾脏疾病合并PJP的52例患者,根据患者临床结局,分为存活组(36例)和死亡组(16例),单因素分析比较两组病例临床特点的差异,进一步采用多因素logistic回归模型分析其死亡风险因素。结果显示,临床资料分析显示52例患者入院时中位血肌酐192.5(109.8,293.7)μmol/L,急性肾损伤发生率为63.5%(33/52例)。单因素分析示存活组和死亡组在年龄(t=1.197,P=0.030)、C反应蛋白水平(t=2.378,P=0.022)、PJP起病至确诊时间(χ^(2)=6.62,P=0.010)、PJP严重程度(χ^(2)=5.482,P=0.019)、并发脓毒症休克(χ^(2)=3.997,P=0.046)、机械通气(χ^(2)=11.755,P=0.001)和血液净化治疗(χ^(2)=4.748,P=0.029)方面均差异有统计学意义。两组在性别、PJP发病前激素治疗时间和使用剂量、甲基泼尼松龙冲击、免疫抑制剂的使用和住院抗PJP治疗前后血肌酐水平方面差异均无统计学意义(均P>0.05)。进一步多因素分析显示PJP起病至确诊时间>10 d(OR=40.945,95%CI:1.738~451.214;P=0.021)和重度PJP(OR=25.502,95%CI:1.426~74.806;P=0.028)为免疫抑制治疗的肾脏疾病合并PJP患者发生死亡的独立危险因素。综上,PJP起病至确诊时间和重度PJP是免疫抑制治疗的肾脏疾病合并PJP患者发生死亡的独立危险因素,临床应密切关注患者氧合情况,早期确诊以预防PJP加重并改善预后。

关键词：肺孢子菌肺炎肾脏疾病免疫抑制治疗临床特点死亡危险因素

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基于机器阅读理解的智能咨询问答系统构建

数据分析与知识发现 2024年第5期8卷 151-162页

作者：王翼虎白海燕中国科学技术信息研究所北京100038

【目的】改善现有智能咨询系统不足,解决系统难以回答学术问题的局限。【方法】利用深度学习、机器阅读理解、数据增强、信息检索和语义相似度等技术,自建数据集并构建学术知识问答系统,同时针对学术文献特点设计多元段落召回指标,以多... 详细信息

【目的】改善现有智能咨询系统不足,解决系统难以回答学术问题的局限。【方法】利用深度学习、机器阅读理解、数据增强、信息检索和语义相似度等技术,自建数据集并构建学术知识问答系统,同时针对学术文献特点设计多元段落召回指标,以多维特征提升召回准确度。【结果】通过双模型联合构建学术知识问答系统,ROUGE-L得分达到0.7338,解决问题正确率达到88.65%,多元段落召回指标准确率也达到88.38%。【局限】仅使用单一领域内容进行实验,在处理复杂的、涉及多个领域的问题时,存在一定的局限性。【结论】将机器阅读理解技术与参考咨询服务深度融合,可以提高学术资源的利用效率和共享效率,为科研人员提供更加全面和准确的信息支持。

关键词：深度学习机器阅读理解智能咨询服务问答系统

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大肠杆菌中转录-翻译耦合的机制

生物化学与生物物理进展 2024年第3期51卷 515-524页

作者：沈崇杰莫日根内蒙古大学生命科学学院省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室呼和浩特010020

在大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)等原核生物中,转录和翻译往往是耦合的,这种耦合通常表现在转录和翻译的互相调控上,如转录极性、转录衰减和转录-翻译速率的同步。间接耦合和物理耦合是耦合的两种模式。由警报素(alarmone)(p)ppGp... 详细信息

在大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)等原核生物中,转录和翻译往往是耦合的,这种耦合通常表现在转录和翻译的互相调控上,如转录极性、转录衰减和转录-翻译速率的同步。间接耦合和物理耦合是耦合的两种模式。由警报素(alarmone)(p)ppGpp维持的间接耦合可能需要DksA和TufA蛋白的辅助。物理耦合分为NusG或RfaH因子介导的耦合和非因子条件下产生的“碰撞”耦合。响应于压力的转录或翻译的变化会引发几种耦合模式间的相互转变。耦合对于基因正常表达是必要的,其解除将引发转录终止、R环形成、复制-转录冲突、mRNA切割等不利的事件。结构生物学的相关技术已经清晰地展示了部分耦合的表达体(expressome)的结构细节和特征,这些技术联合多组学分析等方法将提供关于耦合的更深层次的见解。重要的是,对耦合的研究或许会为靶向抗菌药物的开发带来新的思路。

关键词：大肠杆菌转录-翻译耦合 RNA聚合酶核糖体表达体

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汽车滑门安装偏差自动定位方法研究

汽车测试报告 2022年第13期 133-136页

作者：沈虎芜湖莫森泰克汽车科技股份有限公司安徽芜湖241007

常规的汽车滑门安装偏差自动定位方法主要根据导轨与滚轮的关系完成偏差计算,存在较大的局限性,导致其安装间隙面差值过高,因此,需要设计一种全新的汽车滑门安装偏差自动定位方法。以汽车滑门连接的铰链与侧围为基础,利用销孔配合器制... 详细信息

常规的汽车滑门安装偏差自动定位方法主要根据导轨与滚轮的关系完成偏差计算,存在较大的局限性,导致其安装间隙面差值过高,因此,需要设计一种全新的汽车滑门安装偏差自动定位方法。以汽车滑门连接的铰链与侧围为基础,利用销孔配合器制定动态偏差定位方案,根据方案的定位流程,使用多元偏差影响法,计算滑门闭合匹配公差,输出偏差定位参数,从而构建滑门运动装配偏差定位模型,完成汽车滑门安装偏差自动定位。实验结果表明,设计的汽车滑门安装偏差自动定位方法在不同测点下的安装间隙面差值均较低。这证明其定位效果较好,具有有效性,有一定的应用价值。

关键词：汽车滑门安装偏差自动定位

基于JS散度指标离散化的企业贷款违约预测模型

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中国管理科学 2024年

作者：沈隆周颖大连理工大学经济管理学院

准确预测上市公司银行贷款是否会违约，对上市公司自身的管理以及投资者的投资决策极为重要。本研究的创新与特色有三：一是论文创新性地将JS散度引入信用风险领域中对指标进行离散化，确保了离散化后得到的指标数值区间对企业违约状态... 详细信息

准确预测上市公司银行贷款是否会违约，对上市公司自身的管理以及投资者的投资决策极为重要。本研究的创新与特色有三：一是论文创新性地将JS散度引入信用风险领域中对指标进行离散化，确保了离散化后得到的指标数值区间对企业违约状态的区分能力，根据指标区间中违约企业和非违约企业的比例对相应的指标区间进行WOE打分，保证了WOE分值越大，企业的信用状况越好。避免了现有研究主观设定指标区间数值，导致的如逻辑回归等经典模型理解数据不充分的问题。二是采用增加了L1范数惩罚项(Lasso)的最小角回归(Lars)方程，以贝叶斯信息准则(BIC)最小为目标，反推出LassoLars回归方程中权重不等于0的指标为最优指标组合，确保遴选的指标组合违约预测能力最大，冗余度最小。弥补了现有研究在指标组合遴选时往往没有考虑指标组合中指标间的冗余度，而导致模型复杂性增加的不足。三是使用逻辑回归模型进行建模，以违约预测精度G-mean最大为目标，反推逻辑回归模型最优的违约预测临界点，避免了现有研究逻辑回归模型以经验值0.5为临界点，导致违约企业判别不准的弊端。研究表明：从159个指标中筛选出的43个离散指标既具有违约状态的区分能力，又符合“信用5C”原则，指标体系具有科学性、合理性。其中，除现金比率、企业价值倍数及销售毛利率等反映企业偿债能力、盈利能力、运营能力及成长能力的财务因素对企业违约有显著影响外，管理层持股比例、股东大会召开次数及是否披露内控评价报告等非财务因素，和恩格尔系数、人均地区生产总值及最终消费率等外部宏观因素对企业违约有显著影响。

关键词： JS散度指标离散化 BIC LassoLars回归违约预测

基于深度迁移学习的复杂机场场景飞机目标检测方法

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光子学报 2024年第4期53卷 221-231页

作者：钟聃李铁虎李诚西北工业大学自动化学院西安710129 西北工业大学材料学院西安710072 中国科学院西安光学精密机械研究所西安710119

提出了一种改进的深度学习模型,旨在解决检测问题。首先基于迁移学习,微调预训练模型,提高了模型在有限的飞机数据集中的特征提取能力。其次,融入调整模块以增加深层特征图的感受野,提升模型的鲁棒性。引入特征金字塔网络,融合不同尺度... 详细信息

提出了一种改进的深度学习模型,旨在解决检测问题。首先基于迁移学习,微调预训练模型,提高了模型在有限的飞机数据集中的特征提取能力。其次,融入调整模块以增加深层特征图的感受野,提升模型的鲁棒性。引入特征金字塔网络,融合不同尺度的特征信息,进一步增强多尺度特征提取能力。最后,优化了检测头,融合轻量化的分类和回归并行分支,平衡了目标检测的准确性和实时性。构建了易于拓展的Aeroplane数据集,并对所提方法进行了实验验证。结果表明,所提模型在单架飞机、相互遮挡的飞机和小飞机的检测中平均精度分别提高了4.9%、4.0%和4.4%。所提方法在不同环境下表现优于其他经典方法,包括各类遮挡和夜间、雾天等复杂场景,具有良好的场景鲁棒性。

关键词：深度学习飞机目标检测迁移学习机场场面特征金字塔网络