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既有城镇污水处理厂“双碳”背景下的数字化辅助优化策略研究
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作者 陈仕霖 李翠梅 +2 位作者 王浩 金国裕 周焯 《水处理技术》 北大核心 2025年第7期118-124,共7页
针对“双碳”背景下城镇污水处理过程中的工艺运行参数优化问题,以苏州市某污水处理厂为例,基于BioWin构建Bardenpho工艺的精细化数学模型,通过历史运行数据对模型进行校验,结合Box-Behnken响应曲面法对工艺运行参数进行优化研究,系统... 针对“双碳”背景下城镇污水处理过程中的工艺运行参数优化问题,以苏州市某污水处理厂为例,基于BioWin构建Bardenpho工艺的精细化数学模型,通过历史运行数据对模型进行校验,结合Box-Behnken响应曲面法对工艺运行参数进行优化研究,系统性分析了工艺运行参数的交互作用对出水TN、TP的影响。结果表明,该模型稳态及动态模拟误差均控制在10%以内,可较为准确地模拟实际运行情况;经优化,控制好氧段浓度、内回流量、外回流量为1.5~1.546 mg/L、200%~214%、65%,可有效提升出水水质;节约曝气量约16.2%,减少15.5%PAC投加量,可降低碳排放量400.14 kgCO_(2)/d。结果对污水处理厂优化工艺运行参数提供科学依据,对既有污水处理厂提高生物脱氮除磷效率,节约能耗药耗有一定的指导意义。 展开更多
关键词 BioWin 脱氮除磷 Bardenpho工艺 Box-Behnken响应曲面法
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基于“五段式Bardenpho耦合MBR”工艺的中试研究
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作者 田馨 李翠梅 金国裕 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第5期1-10,共10页
为提高污水处理厂处理效率,文章构建了在五段式Bardenpho工艺基础上,耦合MBR工艺的3组平行试验进行中试研究,分别考察往复式及曝气式MBR耦合工艺对COD、TP、TN、氨氮、硝态氮、SS等污染物的去除效果,以及运行过程中的跨膜压差、产水通... 为提高污水处理厂处理效率,文章构建了在五段式Bardenpho工艺基础上,耦合MBR工艺的3组平行试验进行中试研究,分别考察往复式及曝气式MBR耦合工艺对COD、TP、TN、氨氮、硝态氮、SS等污染物的去除效果,以及运行过程中的跨膜压差、产水通量、能耗以及药耗。结果表明,3组中试系统除了TP指标以外,其他各项指标均能够稳定满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中所规定的一级A标准,其中往复式MBR耦合工艺处理效率优于曝气式MBR耦合工艺,其出水COD、TP、TN、氨氮浓度平均值分别为11.05、0.35、5.21和0.478 mg/L,平均去除率分别为92.06%、91.85%、77.75%、97.52%。与曝气式MBR工艺相比,往复式MBR工艺膜污染控制方式独特,且具有对污染物去除效果更佳、能耗较低、溶解氧控制精准、抗水质冲击负荷能力强、占地面积小、污泥沉降性能较好、抗膜污染能力更强和中试系统运行更稳定的优点,因此,往复式MBR耦合工艺比传统曝气式MBR耦合工艺更适合用于地下式污水处理厂。 展开更多
关键词 五段式Bardenpho 往复式MBR 曝气式MBR 耦合工艺
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基于改进NSGA-Ⅲ算法的供水管网多目标优化设计 被引量:7
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作者 李雅婷 李翠梅 +1 位作者 金国裕 何岩 《水电能源科学》 北大核心 2024年第1期144-148,共5页
针对多目标优化算法在供水管网优化设计中求解效率低、收敛性不佳等问题,提出一种自适应第三代非支配排序遗传算法(a-NSGA-Ⅲ),差别化分配交叉变异概率的同时对解集的多样性进行优化,统筹考虑供水管网的经济性、可靠性、水质情况,并在... 针对多目标优化算法在供水管网优化设计中求解效率低、收敛性不佳等问题,提出一种自适应第三代非支配排序遗传算法(a-NSGA-Ⅲ),差别化分配交叉变异概率的同时对解集的多样性进行优化,统筹考虑供水管网的经济性、可靠性、水质情况,并在可靠性中引入节点富余水头绝对值均值与均方差以防止负压出现,提高压力及分布均匀性,最后以苏州某市供水管网为例,采用标准NSGA-Ⅲ和a-NSGA-Ⅲ算法对模型求解。结果表明,a-NSGA-Ⅲ算法在帕累托(Pareto)解集前沿分布、收敛性、方案结果上均优于标准NSGA-Ⅲ算法,在实际供水管网模型中效果更好,可为供水管网的设计与优化提供理论支撑。 展开更多
关键词 供水管网 NSGA-Ⅲ 多目标优化 可靠性 水质
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基于碳足迹的区域水资源优化配置模型 被引量:16
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作者 黄显峰 石志康 +1 位作者 金国裕 方国华 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期47-51,共5页
为解决城市发展和生态低碳之间的矛盾,将碳足迹引入水资源配置,将缺水率和供用水过程碳的净排量最小纳入总体目标函数中,设置水源供水量、碳排放量、引提水量、生态需水量、最小供水保证率和非负约束6个约束条件,构建基于碳足迹的区域... 为解决城市发展和生态低碳之间的矛盾,将碳足迹引入水资源配置,将缺水率和供用水过程碳的净排量最小纳入总体目标函数中,设置水源供水量、碳排放量、引提水量、生态需水量、最小供水保证率和非负约束6个约束条件,构建基于碳足迹的区域水资源优化配置模型,采用基于理想点和遗传算法的多目标规划方法进行求解,并以徐州市丰县为例,进行水资源供需平衡分析测算,结果表明,2030年丰县预计可减少缺水率6.2%,可实现碳减排5.8%。 展开更多
关键词 水资源配置 碳足迹 碳减排 缺水率 多目标规划 遗传算法 理想点法
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基于组合权重云模型的水资源安全评价模型 被引量:8
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作者 黄显峰 赵梦婷 +1 位作者 方国华 金国裕 《水利经济》 2021年第5期60-65,82,共7页
水资源安全评价的作用是了解和掌握水资源状况,判断水资源各方面是否出现问题,进而采取有效措施,改善或解决水资源安全问题。针对水资源安全的各方面影响,从水资源量安全、水生态环境安全、社会经济安全3个方面构建了包括准则层、指标... 水资源安全评价的作用是了解和掌握水资源状况,判断水资源各方面是否出现问题,进而采取有效措施,改善或解决水资源安全问题。针对水资源安全的各方面影响,从水资源量安全、水生态环境安全、社会经济安全3个方面构建了包括准则层、指标层等共14项评价指标的水资源安全评价指标体系,给出各项指标的评价等级与标准;提出了基于改进云模型的水资源安全评价模型,模型采用层次分析法、投影寻踪法和云模型3种方法进行主客观权重求解,再利用遗传算法计算组合权重来改进云模型,利用逆向云发生器模糊映射和条件云发生器计算各指标隶属矩阵。以苏州市为例进行了实例分析,验证了所构建的模型和方法的有效性和适用性。 展开更多
关键词 水资源安全 投影寻踪法 组合权重 改进云模型
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基于可拓物元分析法的水安全保障可靠度评价研究 被引量:4
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作者 黄显峰 智冉 +1 位作者 金国裕 方国华 《人民黄河》 CAS 北大核心 2021年第5期91-95,共5页
水安全建设事关粮食安全、经济安全、生态安全、国家安全。为科学评估水安全保障可靠度水平,构建由5个一级评价指标、26个二级评价指标组成的评价指标体系,由熵权法和专家赋权法耦合确定综合权重,得到水安全保障可靠度可拓物元评价模型... 水安全建设事关粮食安全、经济安全、生态安全、国家安全。为科学评估水安全保障可靠度水平,构建由5个一级评价指标、26个二级评价指标组成的评价指标体系,由熵权法和专家赋权法耦合确定综合权重,得到水安全保障可靠度可拓物元评价模型,并将其应用于郯城县水安全保障可靠度水平评价中,结果表明:郯城县水安全保障综合关联度水平为良好,与实情吻合,水安全保障可靠度可拓物元评价模型丰富了水安全保障可靠度水平评价方法,具有一定可行性和有效性。 展开更多
关键词 水安全保障 熵权法 指标体系 可拓物元法 可靠度水平评价
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基于ANP-PP-SPA的区域洪灾风险评价模型研究 被引量:10
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作者 李宛谕 黄显峰 +2 位作者 金国裕 方国华 石志康 《水利经济》 2020年第4期45-50,83,共7页
针对现有洪灾风险评价模型的缺陷与不足,从致灾因子、孕灾因子、承灾因子和减灾因子4个方面,通过对14项评价指标的分析与计算,构建洪灾风险评价体系。洪灾风险评价体系以网络层次分析法(ANP)求解主观权重,投影寻踪法(PP)求解客观权重,... 针对现有洪灾风险评价模型的缺陷与不足,从致灾因子、孕灾因子、承灾因子和减灾因子4个方面,通过对14项评价指标的分析与计算,构建洪灾风险评价体系。洪灾风险评价体系以网络层次分析法(ANP)求解主观权重,投影寻踪法(PP)求解客观权重,主客观综合权重与集对分析理论(SPA)耦合,构建基于ANP-PP-SPA的洪灾风险评价模型。以广东省英德市为例,验证洪灾风险评价模型的适用性。计算结果表明,英德市2016年的洪灾风险属于中等级别,符合英德市2016年的实际情况。洪灾风险评价模型不仅综合考虑了评价指标间的相互关系,还较好地体现了洪灾风险的模糊性和随机性,能够为区域洪灾风险决策和洪水管理提供科学依据。 展开更多
关键词 网络层次分析法 投影寻踪法 集对分析法 洪灾风险 广东省
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风生流和吞吐流共同作用对湖泊环流的影响及污染带特征 被引量:3
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作者 倘佳舟 李翠梅 +3 位作者 肖昭文 张绍广 秦高峰 金国裕 《人民黄河》 CAS 北大核心 2022年第12期95-100,共6页
湖泊流态对区域内污染物分布及其输移扩散有重要影响。为探究风生流和吞吐流共同作用对湖泊环流的影响,以太湖贡湖湾为例,基于MIKE21模型建立二维水动力-水质耦合模型,模拟水动力环流情况,并统计了各区域污染物质量浓度分布范围、面积... 湖泊流态对区域内污染物分布及其输移扩散有重要影响。为探究风生流和吞吐流共同作用对湖泊环流的影响,以太湖贡湖湾为例,基于MIKE21模型建立二维水动力-水质耦合模型,模拟水动力环流情况,并统计了各区域污染物质量浓度分布范围、面积占比等,总结不同污染物在空间上的质量浓度分布规律。结果表明:以风生流为主导,风生流和吞吐流共同作用下,秋冬季贡湖湾水动力特征为北部逆时针环流、南部顺时针环流,岸边流速高于湖心区域的;污染物质量浓度南部高、北部低,东部至南部沿岸污染物质量浓度高于其他区域的;各区域污染物质量浓度由外环至内环依次降低;受环流以及大贡山、小贡山地形阻挡的协同影响,环流间隙存在两个污染物滞留带;随着引水流量增大,污染物高质量浓度区域面积占比增加,低质量浓度区域面积占比减少;秋冬季节贡湖湾污染物以TN和TP为主,应予以特别关注。 展开更多
关键词 MIKE21 风生流 吞吐流 湖泊环流 浓度分布 贡湖湾
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