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耦合不确定性的城市排水系统实时控制研究进展 被引量:2
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作者 罗鑫燃 郑雅莲 +3 位作者 刘攀 王殿常 王万琼 彭寿海 《水科学进展》 北大核心 2025年第1期109-121,共13页
气候变化和快速城市化背景下,城市排水基础设施与城市发展需求的不匹配愈加显著,城市排水系统溢流问题日益突出。实时控制可显著提高城市排水系统的运行效率,是缓解排水系统溢流的有效途径。然而,城市排水系统的复杂水力特性及运行环境... 气候变化和快速城市化背景下,城市排水基础设施与城市发展需求的不匹配愈加显著,城市排水系统溢流问题日益突出。实时控制可显著提高城市排水系统的运行效率,是缓解排水系统溢流的有效途径。然而,城市排水系统的复杂水力特性及运行环境的恶劣性使其实时控制面临诸多不确定性的挑战,存在溢流控制效益不显著甚至失效的问题。本文梳理了城市排水系统实时控制的不确定性来源,从数据不确定性、实时控制方法不确定性、过程模型不确定性和排水条件变化4个角度分析了不确定性对实时控制效益的影响;其次,从不确定性表征、耦合不确定性因素的实时控制建模以及实时控制模型的高效稳健求解3个方面总结了不确定性条件下的城市排水系统实时控制研究进展;最后,针对当前研究面临的挑战,提出未来可从数据观测误差对实时控制的影响、应对突发事件的风险控制策略、耦合多维不确定性的多目标控制模型以及实时控制模型的时效性提升等方面进一步开展研究。 展开更多
关键词 城市排水系统 实时控制 不确定性 排水系统溢流
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城市排水系统分布式控制研究进展与展望
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作者 罗鑫燃 彭寿海 +3 位作者 王殿常 尹炜 谢家强 陈奕林 《水科学进展》 北大核心 2025年第2期345-357,共13页
随着城市快速发展和对水环境质量要求的不断提高,城市排水系统的组成、功能和运行目标日趋复杂,传统集中式控制系统在安全性和可靠性方面面临挑战,开展分布式控制研究对于提高排水系统的运行韧性具有重要意义。目前分布式控制的适用范... 随着城市快速发展和对水环境质量要求的不断提高,城市排水系统的组成、功能和运行目标日趋复杂,传统集中式控制系统在安全性和可靠性方面面临挑战,开展分布式控制研究对于提高排水系统的运行韧性具有重要意义。目前分布式控制的适用范围及关键实施步骤尚不明晰,制约了其在城市排水系统运行管理中的实践应用。本研究调研了分布式控制在城市排水系统中的研究进展;总结了城市排水系统分布式控制系统构建的关键步骤及相应方法,重点阐述了主体层控制策略及控制主体间的协调机制,分析了不同方法的优势及局限性;针对城市排水系统分布式控制实践应用面临的挑战,建议加强实时监测及数据共享、提升控制时效性、建设风险管理机制、探索混合控制模式及规模化应用等方面的研究,以提高城市排水系统的运行韧性和智能化水平,增强城市水安全风险防控能力。 展开更多
关键词 城市排水系统 分布式控制 城市内涝 溢流污染 系统韧性
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除磷吸附材料的制备及吸附机制研究进展
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作者 陈亚松 苗时雨 +4 位作者 张驰 李明然 王佳琪 张燕羽 姜伟 《工业水处理》 北大核心 2025年第2期1-9,共9页
吸附法除磷具有效率高、吸附材料可再生等优点,被认为是一种有效的深度除磷方法。开发具有特定氢键受体官能团、高络合能力和特殊形态的吸附材料,是提升吸附剂除磷能力及选择性的有效途径。综述了金属(氢)氧化物、层状双金属氧化物、金... 吸附法除磷具有效率高、吸附材料可再生等优点,被认为是一种有效的深度除磷方法。开发具有特定氢键受体官能团、高络合能力和特殊形态的吸附材料,是提升吸附剂除磷能力及选择性的有效途径。综述了金属(氢)氧化物、层状双金属氧化物、金属有机骨架(MOFs)、自然/改性矿物、碳基材料、MXene、聚合物7种类型吸附除磷材料的优缺点和吸附除磷特性,并对其常用的合成方法进行介绍。在此基础上对其改性方法进行总结,包括金属/金属氧化物材料改性法和磁性材料改性方法,此外对机器学习在除磷吸附材料改性中的应用前景进行总结。最后从磷酸盐的酸碱特性、吸附剂的几何形状、金属络合能力3方面讨论了磷选择性吸附的机理,并对未来制备高选择性除磷吸附材料的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 吸附除磷 吸附材料 吸附机理
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臭氧溶气气浮对污泥中典型肠道病原体的去除效果研究
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作者 刘枫 陈江峰 +4 位作者 董滨 李翀 陈祥 李锟 王先恺 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期123-130,共8页
城镇污水厂是城镇居民生活污水的主要接纳处理场所,剩余污泥作为污水处理的副产物,汇聚了污水中未处理的污染物,其中包括大量的未灭活病原体。该文探究了含臭氧溶气气浮工艺在不同臭氧剂量的的处理条件下对污泥中的大肠菌群、腺病毒和... 城镇污水厂是城镇居民生活污水的主要接纳处理场所,剩余污泥作为污水处理的副产物,汇聚了污水中未处理的污染物,其中包括大量的未灭活病原体。该文探究了含臭氧溶气气浮工艺在不同臭氧剂量的的处理条件下对污泥中的大肠菌群、腺病毒和诺如病毒的去除效果。结果表明,臭氧剂量从0 mg/g SS增加至2.0 mg/g SS时,气浮调理后污泥中总大肠菌群的灭活对数由0.02 lg增至1.86 lg,粪大肠菌群的灭活对数由0.03 lg增至2.01 lg,且在经过1.5 mg/g SS的臭氧剂量处理后,剩余污泥中粪大肠菌群的浓度可达到美国环保局制定的B级标准。在2.0 mg/g SS的臭氧剂量处理条件下,气浮调理后污泥中诺如病毒与腺病毒的整体灭活对数为1.42 lg和1.69 lg,通过对其健康风险进行定量计算可得,诺如病毒与腺病毒的疾病负担分别为2.61×10^(-7)和3.62×10^(-8),均满足世界卫生组织推荐的10^(-6)的标准值。臭氧溶气气浮工艺可以有效去除剩余污泥中赋存的病原体,降低后续处理处置健康风险,为污泥卫生化利用提供了技术与理论参考。 展开更多
关键词 臭氧溶气气浮 污泥 病原体 风险评估
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基于机器学习的人工湿地出水水质预测与影响因素
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作者 陈亚松 刘家雯 +4 位作者 赵云鹏 周英萍 沈秋实 肖琳 钱新 《中国环境科学》 北大核心 2025年第6期3161-3170,共10页
基于水质指标、气候指标、湿地运行参数3个方向,收集以往研究文献数据,通过3种机器学习模型预测人工湿地出水氨氮(NH_(4)^(+)-N)、COD、磺胺甲噁唑(SMX)以及部分重金属的浓度.结果表明,随机森林(Random Forest)在整体性能上略优于XGBoos... 基于水质指标、气候指标、湿地运行参数3个方向,收集以往研究文献数据,通过3种机器学习模型预测人工湿地出水氨氮(NH_(4)^(+)-N)、COD、磺胺甲噁唑(SMX)以及部分重金属的浓度.结果表明,随机森林(Random Forest)在整体性能上略优于XGBoost和LightGBM,其决定系数(R^(2))和均方根误差(RMSE)的表现更为稳定,尤其是在NH_(4)^(+)-N和SMX的预测上取得更高精度(NH_(4)^(+)-N预测的R^(2)分别为0.93、0.89和0.87).相比之下,在COD的预测中,3种模型的表现相对较弱,R^(2)分别为0.71、0.61、0.64.通过引入SMOTE数据扩充技术,模型的预测性能和精度得到了显著的提升,尤其是对COD的预测性能提升幅度达7.04%~26.23%.本研究将数据分析与机器学习算法相结合,可为实际工程应用提供可行方法. 展开更多
关键词 机器学习 人工湿地 氨氮 COD 重金属
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