摘要:为优化连续流全程自养脱氮工艺的启动，在常温((25±1) ℃)下，于中置、底部曝气的两组AUSB(1#、2#)中比较连续流CANON工艺的启动过程，及不同氮负荷(NLR, R_NL)下脱氮性能的差异.结果表明：1#、2#分别于第55天、70天成功启动低氨氮(90 mg/L)CANON工艺; 在逐步提高NLR进程中，二者均在HRT=6 h工况下脱氮负荷(NRR, R_NR)达到该阶段最高水平，分别为0.280、0.256 kg/(m³·d); 实验后期，1#保持高效的脱氮状态，特征值(Δρ(TN)/Δρ(NO₃^--N))稳定在7.83，而2#运行125 d后特征值降至7.49，NOB活性增强.中置曝气AUSB结合同步亚硝化/厌氧氨氧化(SNA)和交替亚硝化/厌氧氨氧化(ANA)双重路径完成自养脱氮，得益于较高的好氧氨氧化菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AnAOB)活性，及对亚硝酸盐氧化菌(NOB)的有效抑制，实现了较高的总氮去除率，达74.98%(第140天).AUSB中置曝气可缩短连续流CANON工艺的启动时间，并实现长期稳定的自养脱氮.

摘要:针对“一级曝气+一级过滤”生物净化工艺处理低温(5~7.8 ℃)、高氨氮(ρ(NH₃-N)>3.0 mg/L)、高铁锰(ρ(总Fe)>12 mg/L，ρ(Fe²⁺)>8.0 mg/L，ρ(Mn²⁺)>3.0 mg/L)地下水出水锰和氨氮超标问题，开展两级曝气+两级过滤”净化工艺启动和铁锰氨氧化活性去除区位研究.两级生物净化工艺经133 d驯化培养启动成功，锰是影响启动周期长短的主要因素.启动成功后，氨氮去除负荷可达29.66 g/(m²·h)，锰去除负荷可达27.08 g/(m²·h)，产水量是单级净化工艺的2倍.铁锰氨氧化活性去除区位表明，铁在一级滤柱0~50 cm滤层内去除至痕量; 55.23%的氨氮在一级滤柱中去除，主要集中在滤层0~135 cm段，44.10%的氨氮在二级滤柱中去除，主要集中在滤层0~50 cm段.锰和氨氮在氧化去除过程中存在显著分级，ρ(NH₃-N)>2.25 mg/L时，会显著抑制锰氧化菌(MnOB)活性.锰在各级滤柱中的去除率和去除区位受进水氨氮质量浓度及滤速影响较大，滤柱启动成功后，仅有5.53%的锰在一级滤柱中去除，89.34%的锰在二级滤柱中去除.

摘要:除铁除锰水厂生物滤池反冲洗过程产生大量富含铁锰氧化物的污泥，直接排放会对环境造成污染，为此，采用XRD和TEM对预处理后的反冲洗泥进行表征，并通过静态吸附试验研究其吸附除砷特性和相关机制.结果表明：铁锰氧化物反冲洗泥为无定型结构，粒径小且比表面积大.Langmuir等温方程更符合铁锰氧化物反冲洗泥对As(Ⅴ)吸附特性(R²>0.99)，As(Ⅲ)吸附行为不能由单一模型模拟.25 ℃时As(Ⅲ)和As(Ⅴ)最大吸附容量分别为36.53和40.37 mg/g，温度越高吸附容量越大.准二级动力学能较好地反映铁锰氧化物反冲洗泥对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的等温吸附动力学(R²>0.99)，随着pH升高对As(Ⅴ)的吸附量逐渐降低，As(Ⅲ)吸附量降低、升高再降低.H₂PO₄^-与SiO₃^2-能显著抑制砷的吸附，其他离子对吸附过程影响不大.

摘要:为研究不添加氧化剂时，滤柱原位生成的铁基吸附剂净化低浓度As(Ⅲ)污染地下水的可行性及长期运行效果，分别从滤柱除砷最佳铁砷比(质量比)、滤速对滤柱除砷效果影响、砷沿程去除规律及机理等方面，系统分析滤柱除砷工艺性能.结果表明：滤柱R1、R2分别在进水As(Ⅲ)质量浓度为50、100 μg/L，滤速为5 m/h条件下运行，筛选出的最佳铁盐质量浓度为1.2、2 mg/L，对应最佳铁砷比约为20:1.以进水As(Ⅲ)质量浓度为50~70 μg/L、总Fe质量浓度约为2 mg/L的滤柱R3为研究对象，发现滤速提升过程中As去除条带不断下移，主要集中在上部60 cm滤层，而Fe去除条带并没有发生明显变化，Fe在20 cm和20~80 cm滤层内去除质量浓度均约为1 mg/L; 滤速由3 m/h提升至10 m/h过程中，滤柱反冲洗周期出现小幅度缩短但基本维持在72 h以内，滤柱稳定运行的极限滤速为10 m/h.铁盐自催化氧化过程可能生成了利于As(Ⅲ)氧化的中间产物，滤料表面及滤料间形成的r-FeOOH、Fe(OH)₃为砷的吸附去除提供充分吸附位点.

摘要:为考察不同接种物对微生物燃料电池效能和细菌群落形成的影响，以瓶式空气阴极微生物燃料电池为反应器，采用中美两地污水厂污泥作为接种物，分别启动氧化铟锡玻璃平板阳极微生物燃料电池，研究不同接种物对于反应器的运行效能和微生物群落结构的影响.结果表明，中国污水厂污泥启动的反应器总体运行效能要优于美国污水厂污泥启动的反应器，表现在较短的反应器启动时间，较高的运行电压、输出功率密度和电流密度及COD去除效率.两种反应器的阳极群落也显示出巨大差异，中国污水厂污泥接种的微生物燃料电池反应器，其阳极物种多样性要高于美国污水厂污泥接种的反应器.前者的微生物主要分布在5个门中，而后者的微生物仅分布在3个门.原因与中方污泥未经过氯/脱氯处理有关.利用氧化铟锡玻璃作为微生物燃料电池阳极，提取了全部的阳极生物膜进行高通量测序，从而得到更加准确的数据用于后续分析.

摘要:为考察氨氮质量浓度对不同污泥系统的CANON工艺的冲击影响, 在温度(30±1) ℃、pH 7~8的条件下, 研究了两个稳定运行的高氨氮废水颗粒污泥系统和颗粒絮体混合系统的CANON工艺，在进水氨氮质量浓度突然降低后的脱氮性能.颗粒污泥系统在FA质量浓度为34、20和10 mg/L条件下，CANON工艺短程硝化反应运行稳定，硝态氮生成量与氨氮消耗量的比值小于0.11;颗粒和絮体混合的污泥系统在FA质量浓度为33 mg/L条件下短程硝化运行稳定，FA质量浓度降低至16 mg/L时硝态氮生成量与氨氮消耗量的比值接近0.11，系统内NOB活性得到恢复，在FA质量浓度为7 mg/L条件下系统内NOB活性得到完全恢复，硝态氮生成量与氨氮消耗量的比值升高至0.37.研究结果表明, 颗粒污泥系统相比颗粒和絮体混合的污泥系统具有更好的抗冲击能力, 较短的沉淀时间是维持颗粒污泥CANON工艺稳定运行的关键; 短程硝化被破坏后, 再次增加进水氨氮的质量浓度可恢复对NOB活性的抑制.污泥粒径的分布可较为直观地反映系统的稳定性, 可参考系统内污泥粒径的分布规律判断CANON工艺的脱氮性能.定量PCR表明, 随着进水氨氮质量浓度的突然降低, ANAMMOX丰度有明显的减少, NOB丰度有明显的增长, 颗粒出现了解体的现象.

摘要:为研究使用过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术去除水体中微量有机污染物的高效可行方法，通过柠檬酸辅助溶胶-凝胶法制备纳米CuFe₂O₄材料，以其为非均相催化剂，探究CuFe₂O₄/PMS体系对诺氟沙星(NFX)的降解性能.采用X射线衍射仪、电子透射显微镜、BET手段对材料进行表征，考察煅烧温度对纳米CuFe₂O₄结构及催化性能的影响，并试验纳米CuFe₂O₄的重复使用性和稳定性.探讨纳米CuFe₂O₄投加量、PMS浓度、溶液初始pH对CuFe₂O₄/PMS体系降解NFX性能的影响，并探究该体系的氧化活性物种及降解机理.结果表明：制备纳米CuFe₂O₄的最佳煅烧温度为400 ℃，该温度下纳米CuFe₂O₄晶型较好，比表面积较大，且表现出较高的催化活性; 在纳米CuFe₂O₄/PMS体系中，控制NFX初始质量浓度为5 mg/L，最适宜的反应条件为：纳米CuFe₂O₄投加量为0.1 g/L、PMS浓度为0.5 mmol/L、初始溶液pH为9.5，该条件下反应30 min后NFX的去除率高达99%;纳米CuFe₂O₄能有效活化PMS生成·OH和SO₄^-·，SO₄^-·是实现NFX快速降解的主要活性物种.

摘要:为研究pH对厌氧-限氧SBR同步脱氮除磷效果以及对N₂O释放的影响，接种亚硝化活性污泥，以含乙酸钠、氨氮、磷酸盐的人工配水为基质，通过逐步提高进水COD，在厌氧-限氧(DO 0.3~0.8 mg/L) SBR中成功实现了同步脱氮除磷(SNDPR).反应器稳定期间氮、磷的去除率分别达(76.1±5)%、(98.4±1)%.采用批式实验研究了不同进水pH(6.0、7.0、8.0、9.0)对脱氮除磷效果及N₂O释放的影响.结果表明，pH为9.0时除磷效果最好，除磷率达87.7%，其次为pH为6.0时，除磷率达84.0%；随着pH降低，氨氧化速率呈升高趋势，pH为6.0时单位MLSS氨氧化速率和脱氮率最大，二者分别为3.7 mg/(L · h · g)和83.9%；N₂O释放量随pH的升高而减小，pH为6.0时的释放量是9.0时的3.5倍.综上，pH为6.0时，能获得较高的脱氮除磷效率，但同时会增加N₂O的释放量.

摘要:为探索硅酸盐结垢过程中, 多糖类有机物海藻酸(AA)在纳滤过程中的不同存在状态, 即在溶液中与饱和硅酸盐共存、在膜面生成有机污染层, 对聚酰胺复合纳滤膜硅酸盐结垢的影响.由过滤实验研究硅酸盐结垢过程中膜通量衰减趋势; 结合扫描电子显微镜及原子力显微镜, 分析膜表面污染层结构; 通过Zeta电位研究静电排斥作用的影响; 利用原子力显微镜结合二氧化硅胶体探针分析不同结垢阶段的黏附力特点.结果表明:硅酸盐结垢污染程度为:新膜>AA与硅酸盐共存时(新膜)>AA污染膜.对比新膜的硅酸盐结垢, AA与硅酸盐共存时, 可以较弱程度地减轻硅酸盐结垢; 然而当AA污染层在膜面形成后, 硅酸盐结垢程度显著降低.上述结果表明, AA的不同存在状态对硅酸盐结垢的影响差异很大.

摘要:针对垃圾渗滤液中高浓度氨氮的问题，以间歇进水生物反应器为对象，研究了短程硝化反应中氨氮与COD降解动力学及功能微生物组成结构.结果表明：在pH=6.5~8.5时，氨氮降解符合米氏模型，而COD降解适用于抑制Aiba动力学模型.随pH增加，氨氮和COD的最大降解速率与饱和常数均先增加后降低，pH=7.5时达到最大值.这说明短程硝化反应中，氨氮与COD的降解受pH影响较大，最佳pH应该控制在7.5~8.0.此外，研究发现，短程硝化过程中COD的降解速率和最大降解速率分别是氨氮的5.6~11.3倍和12.4~16.8倍，这可能是由于实验进水中含有较高浓度的有机物，导致生物系统中异养菌生长代谢较快.最后，间歇进水生物反应器微生物中3种AOB菌群Nitrosomonas europaea ATCC19178、Nitrosomonas stercoris和Nitrosospira sp.PM2占总硝化菌群比例达66%，是短程硝化生物系统中的优势菌群.

摘要:生化需氧量(BOD)是评价水质的重要指标，也是污水处理过程中直接控制的参数.为了提高污水处理质量，需要寻找BOD的有效测量方法.本文给出一种新的BOD软测量方法，可以实现其保证估计.采用主元分析方法选取BOD预测的主要辅助变量.利用径向基函数神经网络的逼近能力，将其用于污水处理出水BOD软测量建模.径向基函数神经网络的中心被确定之后，考虑到建模误差有界，使用参数线性集员辨识算法得到网络输出权值的集合描述.在污水处理系统运行过程中，所建立好的软测量模型可以预测出水BOD的上下界.此外，建立多个软测量模型，并将多模型测量结果进行融合以降低单一模型所给结果的保守性.实验结果表明本文方法的有效性.

摘要:为探讨生物固定技术在低镉污染土壤中的原位利用和水稻安全生产中的应用，采用盆栽试验的方法对比分析了低镉污染条件下接种丛枝菌根真菌(AMF)与否对水稻生长及籽实镉含量的影响.结果表明：低镉污染条件下，AMF可与水稻形成良好的共生关系，宿主水稻菌根依赖性指数达120.43%;AMF侵染可促进植物地下器官的扩张，增加根系的吸收与吸附能力，AMF侵染下水稻的株高、根长、根冠比等营养生长指标均高于非侵染植物水稻，尤其是根冠比提高达22.37%，接种菌剂可以显著增加水稻营养器官生物量，接种菌剂组较空白对照组水稻籽实产量平均提高12.61%；菌剂的施加使水稻籽实镉含量符合国家食品安全标准的土壤安全生产阈值由0.20 mg/kg提高到0.32 mg/kg, 对于保障低镉污染土壤的原位利用和水稻安全生产有重要意义.

摘要:为深化微生物修复技术在阿特拉津降解中的应用，从受农药污染的土壤中分离出一株高效阿特拉津降解菌株ZXY-1.经鉴定(形态特征、生理生化特征、16s rRNA序列分析)ZXY-1为假单胞菌属(Pseudomonas).研究表明，ZXY-1在11 h内可完全降解初始质量浓度为100 mg/L的阿特拉津，降解效率为9.09 mg/(L·h).同时，实验得到ZXY-1的最适生长条件分别为温度30 ℃、pH 8.0、摇床转速150 r/min、接种量3%.在最适生长条件下，阿特拉津初始质量浓度20~80 mg/L内，菌株ZXY-1的降解符合一级动力学方程；在100~250 mg/L内，菌株ZXY-1的降解符合零级动力学方程.随着初始阿特拉津质量浓度的升高，菌株ZXY-1的生长受到抑制作用，在降解过程中菌株细胞的生长符合Haldane生长抑制模型，其相关动力学参数为μ_max=0.696 h^-1，K_s=98.55 mg/L，K_i=142.6 mg/L.本研究菌株可为含有阿特拉津工农业废水的生物修复提供可行性选择.

摘要:为了给管道安全设计提供建议，以及使基于瞬变流理论的管道故障检测技术在黏弹性输水管道中得以应用，对黏弹性管道中气液两相瞬变流进行研究.首先，在重力流有机玻璃管道中进行快关阀气液两相瞬变流实验.其次，以离散蒸汽空腔模型(DVCM)和离散气体空腔模型(DGCM)为基础，用体积含气率对瞬变流波速进行修正，建立两个将非稳定摩阻和管壁黏弹性影响考虑在内的一维气液两相瞬变流模型.实验和模型结果表明:在初始流型为泡状流的低压系统中，DVCM能准确模拟实验波速，而DGCM求得的平均波速值比实验波速大.在模拟初始流型为泡状流的瞬变流时，DVCM模拟结果与实验值吻合得很好，而DGCM模拟结果的最大峰值更大，对管道设计来讲更为安全；在气液两相瞬变流过程中，气体的可压缩性使得管壁的黏弹性效应对压力的衰减作用大为削弱，导致非稳定摩阻的影响不可忽略，且由于气体存在使得整个瞬变流过程中压力衰减变慢.

摘要:研究供水管网全网关阀预案一次性生成方法并评估阀门和管线的重要性，可为实施管网快速抢修和增强管网可靠性奠定技术基础.为此，应用图论传递闭包理论和Warshall算法计算识别管网子区(关闭阀门隔离事故管线后形成的管网最小隔离区域)和多余阀门，建立阀门-管网子区拓扑模型.然后应用该模型分析管网隔离子区的关联子区(阀门关闭后下游关联影响停水区域)及其非必关阀门(下游阀门)，生成面向单事故点和多事故点的供水管网全网关阀预案，进一步分析了阀门失灵后的拓展关阀方案；以用户缺水量(位于事故子区及其关联子区)为指标评估管网子区和阀门重要性，识别关键子区(管线)和关键阀门，辅助管网科学巡检与阀门养护，提高阀门可靠性.天津市供水管网实际应用表明，管网子区为全网关阀预案制定及阀门与管线重要性分析提供了捷径.

摘要:为探究可以实现压载水达标排放的处理手段，建立了可以控制实现O₃、UV单独处理的O₃/UV复合压载水处理中试系统.以大肠杆菌和杜氏盐藻为目标微生物，MPN法计数剩余活菌数，CFDA-AM荧光染色法计数剩余活藻数，对该中试系统灭活微生物性能进行研究；N, N-二乙基对苯二胺(DPD)分光光度法测定该系统产生的总剩余氧化物(total residual oxidants, TRO)的衰减.结果表明，O₃和UV具有协同作用，二者复合要优于单独处理的灭活效果.辐照度67 μW/cm²、O₃投加量1.62 g/h、处理1.0 s、出水2 h后即检测不到大肠杆菌和杜氏盐藻的存在，能够满足国际海事组织关于微生物灭活标准.TRO浓度会随着时间的延长而衰减，且实验并未检测到菌和藻的复活，说明该系统具有理想的持续灭活性能.O₃/UV复合压载水处理系统弥补了单一处理手段效率低的缺点，二者复合有利于降低能耗，可望成为新一代处理手段.

摘要:生物质固体废弃物如木质素、胶原蛋白具有替代煤沥青黏结剂制备碳素制品的潜力, 高温热解过程中其膨化行为的控制是影响碳素制品理化性能的关键因素.为此, 以松木木质素/胶原蛋白共混体系为黏结剂, 采用热压技术制备石墨电极生坯, 重点考察焙烧工艺及膨化抑制剂对其焙烧过程中膨化行为的影响, 并通过元素分析及扫描电子显微镜(SEM)进行分析.结果表明：降低加热速率(低于500 ℃范围内0.04 ℃/min, 500~800 ℃范围内0.07 ℃/min), 并适当提高冷却速率(1.08 ℃/min)有利于抑制焙烧过程中膨化行为的产生; 椰壳炭、褐煤、硼酸、三氧化二铁和氯化铁等膨化抑制剂难以适用于生物质黏结体系的膨化抑制, 随着膨化抑制作用的加强, 碳化电极的表观密度呈逐渐衰减趋势; 在含有三氧化二铁的石墨电极生坯体系中, 随着热解温度的升高, C元素不断富集, N、O、S元素质量分数不断减少, Fe元素质量分数则呈波动性变化, 松木木质素/胶原蛋白黏结焦逐渐以表面黏附、内部填充或桥接等形式固结, 并最终形成“类石墨结构”焦炭, 石墨化阶段Fe元素以颗粒状单质铁形式沉积在焦炭表面.

摘要:为改善白泥湿法烟气脱硫工艺, 研究白泥中总溶解固体(TDS)对白泥脱硫浆液氧化的影响, 采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)对浆液进行成分测定, 研究浆液主要成分对浆液中亚硫酸钙氧化的影响, 阐述了TDS对浆液氧化的影响机理, 通过扫描电子显微镜(SEM)对实验产物和现场石膏样品进行分析.结果表明, 高TDS对白泥脱硫浆液中亚硫酸钙氧化有明显的抑制作用, SEM结果表明, 产物中生成簇状晶体, 造成脱水困难.白泥脱硫石膏浆液中的可溶性盐, 粒径在50~100 μm, 结晶效果较好, TDS抑制了白泥脱硫浆液的氧化, 但是会提高溶液的过饱和度, 使石膏晶体结晶良好.高TDS下Mn²⁺的催化作用已不再明显.白泥脱硫副产品石膏脱水困难的原因之一是浆液中CaSO₃浓度过高, 白泥应用于湿法烟气脱硫时应控制TDS, 可保证白泥脱硫系统的正常运行, 而不是只关注Cl^-.

摘要:为了得到高比表面且尺寸均一的纤维状二氧化硅纳米球, 采用静止和搅拌水热反应法制备了该类纳米粒子, 探讨了制备机理及影响生长的因素.以同反应条件下微波法制备所得纤维状二氧化硅纳米球为参比样品, 通过扫描电镜和透射电镜(SEM和TEM)观察了微波反应法和水热反应法所得3类纤维状二氧化硅纳米球的形貌和结构特征、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)考察了纳米粒子的化学组成、X射线衍射谱(XRD)探究了纳米粒子的体相结构信息, 以及采用氮气吸附脱附手段揭示了纳米粒子的吸附脱附类型及孔径分布.结果表明：水热反应能够生成直径较大、形貌更为均匀的纳米球; 搅拌水热反应效果更明显, 产物尺寸更为均一; 3种反应方式合成的纳米球具有相似的化学结构和化学官能团, 都属于Ⅳ型吸附且滞后环属于H₃型; 3类纳米球的比表面积(和孔体积)分别为480.156 m² /g(1.287 cm³ /g)、464.757 m² /g(0.654 cm³ /g)和429.351 m² /g(0.726 cm³ /g).形貌和结构的差别归因于反应体系的压力和反应母液均匀程度, 前者促使生成均匀的微乳液, 后者促进生成均匀的反胶束.

摘要:近期, 中国频发的突发水污染事件及其造成的重大环境和经济损害, 在很大程度上是由于相关责任人对污染危害程度及其发展趋势认识严重不足、应急准备缺失和处置响应迟滞造成的.为此, 从污染物在水中的扩散规律及环境经济危害与污染控制费用的动态发展趋势角度出发, 构建以响应时间为决策变量, 以应急处置费用最小化为目标函数, 以水质达标和物资准备时间为约束条件的突发水污染应急处置决策模型, 采用情景分析的方法, 将物资获取、运输、装卸与装配等的时间因素对目标函数的影响进行量化分析, 揭示应急物资准备工作的各个环节的实施时间、污染现场条件对应急处置费用的影响程度.在假定的典型情景中, 突发水污染应急响应延误1 h, 应急处置费用会增加约163万元.研究结果不仅能为污染事件相关责任人清晰地展示事故应急响应延误的严重后果, 还可为决策者在应急处置战略点选择、应急处置技术方案选择以及应急物资储备库构建方面提供量化的信息支持.

摘要:为评价桃林口水库水文水质状况, 建立其上游青龙河流域的BASINs/HSPF水文水质模拟模型.以Nash-Sutcliffe效率系数作为评价标准, 联合正交设计和极差分析法进行参数寻优研究和可靠性分析.结果表明：BASINs/HSPF模型参数寻优的正交极差联合分析模式可大幅减小参数的寻优次数和寻优区间, 是获得模型灵敏度参数和参数满意解的高效模式, 可为模型参数寻优算法开发提供借鉴; 应用正交极差分析的参数率定结果, 以青龙河流域下游桃林口水库监测点2011年实测径流数据对模型进行验证, 验证期(2011年)的Nash-Sutcliffe效率系数为0.79, 稍低于率定期(2012年)的Nash-Sutcliffe效率系数(0.81)以及PEST自动校准的Nash-Sutcliffe效率系数(0.84), 水质模拟结果也基本吻合; 针对青龙河流域BASINs/HSPF模型, 应用正交极差分析方法识别出6个高灵敏的BASINs/HSPF模型参数(IRC、INFILT、AGWRC、DEEPFR、AGWETP和LZSN); 应用正交极差分析方法获得的BASINs/HSPF模型参数满意解取值区间依次为：LZSN[2.0, 6.3], INFILT[0.084, 0.167], AGWRC[0.90, 0.95], DEEPFR[0.209, 0.333], BASETP[0.067, 0.199], AGWETP[0.067, 0.199], CEPSC[0.14, 0.27], UZSN[1.35, 2.00], IRC[0.392, 0.483].

摘要:为解决“暴雨淹城”给中国城市可持续发展带来的不良影响, 通过文献梳理和科学思辨演绎推理对中国大城市“暴雨淹城”的成因及其规划响应展开了分析.研究表明：“暴雨淹城”是特定历史时期区域人-地关系相互作用方式与程度、制度安排效应及城市规划理论与方法支撑能力等的综合表征和侧面映射, 是一个系统而又多维的复杂科学问题, 对应于城市规划层面具体化为人-地关联的脆弱性分析、多要素互动的情景模拟分析评估与预测、以及多学科交融的方法集成解决之道, 并据此构建和剖析基于时间、尺度和要素三维层面的应对“暴雨淹城”的城市规划分析框架与形成机理; 认为“暴雨淹城”的时空特征与类别、直接间接效益损失评估、影响因素及多情景的模拟预测及其规划响应等是其研究的主要内容组成, 时间维度的历史遗留发展局限、尺度维度的人-地相互作用加剧的气候响应和要素维度的生态本底约束与城市发展规划的理论束缚以及人为制约等是中国大城市“暴雨淹城”的原因所在; 最后据此提出基于理论创新、规划创新、技术创新和制度创新的“响应”调控建议.

摘要:为解决传统太阳墙在白天对空气加热存在滞后, 夜间集热墙体向外散热严重等问题, 设计了新型太阳墙结构, 并搭建了供热性能测试实验台.通过对太阳辐射强度、室外空气温度、风口温度、集热板温度, 以及室内温度场等参数测量, 定量分析新型太阳墙的热性能随室外环境的变化规律.对连续3个典型室外环境日下的系统性能分析表明：太阳墙的送风口最高温度为31.6 ℃, 实验房间内最高温度达24.1 ℃, 最低温度12.9 ℃, 平均温度为18.4 ℃, 实验房间与对比房间最高温差为3.3 ℃, 当太阳辐照平均强度为438.4 W/m²时, 实验房间温升速率达1.4 ℃/h.室内温度频率分布的计算结果表明, 实验房间温度在52.8%的时间内达到18 ℃以上.因此, 新型太阳墙结构在日间能够及时将得热输送到室内, 并且在夜间可以维持一定的温度水平, 全天将室内温度控制在人体感觉舒适的范围内, 有效改善室内热环境.

摘要:为尽可能地提高燃气供热能力，分布式热泵调峰技术在热力站处二次网侧采用热泵进行供热调峰，同时利用热泵原理降低一次网回水温度，为热源处低温余热回收创造有利条件，进而提高系统供热效率.为了评价分布式热泵调峰技术在集中供热系统中的可行性和应用效果，以一套二拖一大型9F级燃气蒸汽联合循环背压供热机组为例，对分布式热泵调峰型燃气热电联产烟气余热回收供热系统和常规燃气锅炉调峰供热系统在设计工况及运行工况下进行比较.在系统输入燃气量不变的前提下，新系统较低的回水温度有利于回收更多的烟气余热，在提高系统供热能力、降低供热能耗方面具有优势.节能性和经济性分析表明，该系统供热能耗降低6%，动态增量投资回收期为3.1 a，可实现良好的节能、环保和经济效益.

摘要:为实现空调风系统内传感器的优化布置，以期能在生化恐怖袭击对整个建筑影响较小时监测到污染物，基于遗传算法，以空调风系统最低污染物输出量为优化目标函数，研究风系统采用不同传感器数目、是否使用经优化的传感器布置方案及节点间距的选取和传感器精度对优化目标函数的影响.算例结果表明：针对某一特定风系统，所设传感器数量越多，得到的风系统最低污染物输出量越小，但当风系统中的传感器数目超过3个时，每增加一个传感器，系统污染物最低输出量占污染物总量的比仅降低约2.0%.考虑到单个传感器成本较高，因而该风系统宜采用的传感器数目为3个；当风系统采用3个传感器时，经优化后的方案能使优化目标函数值平均降低59.3%，且系统污染物最低输出量对传感器监测误差和长直管段节点间距的选取并不敏感.采用经遗传算法优化后的布置方案可使传感器在风系统向室内输出污染物量最小时监测到污染物，进而发出预警并反馈浓度信息，有助于建筑安控中心采取相应应急措施保障室内人员安全.

摘要:为解决污水源热泵系统中污水换热器结垢导致的热阻增大、传热效果恶化问题，将声空化技术引入污水换热器中.搭建声空化污水换热器的防除垢与强化换热动态实验台，研究防除垢与强化换热的数学模型，对不同影响参数下污水换热器换热管的污垢增长特性和防除垢规律以及强化换热效果开展实验研究.结果表明：换热管结垢量、结垢率、积垢速率及污垢厚度均随污水流速的降低而增大，最大结垢量为106 g，结垢厚度0.54 mm，积垢速率为12.6 kg/(m²· h)；除垢率随流速及声空化作用时间的增大而增大，但非一直增大，最大除垢率达85.7%；污水黏度对各项指标影响巨大且流速越小影响越大；换热管的传热系数及其提高百分比均随声空化作用时间、污水温度以及污垢含水率的增加而增大，最大提高百分比达53.4%.故声空化污水换热器防除垢与强化换热具有一定的可行性和高效性，对节能减排具有重要意义.

摘要:前期研究表明，MgCl₂胁迫不但可以提高TGase的产量，还会影响微生物次级代谢产物合成的一个重要调节因子LuxR家族蛋白的表达.为了研究LuxR家族蛋白对茂原链霉菌(Streptomyces mobaraensis) TGase生物合成以及菌体生长的调控作用，利用pKC1139为载体，构建luxR基因阻断质粒，通过PEG介导的质粒转化将其转入S. mobaraensis原生质体中，利用单交换同源重组法将整个重组质粒插入到茂原链霉菌基因组中构建S. mobaraensis luxR家族蛋白基因阻断突变菌.利用菌体干重法对比突变菌和野生菌菌体生长变化，利用比色法研究两株菌TGase生物合成的变化，找到LuxR家族蛋白基因表达与TGase生物合成之间的关系.结果发现，本研究采用单交换同源重组的方法可以成功地构建出S. mobaraensis luxR基因阻断突变菌株.通过对比野生菌与阻断菌株生长和TGase活力的变化发现阻断luxR基因会导致菌体生长受阻，TGase合成延迟，并且表达量显著下降.这些研究结果表明本文研究的luxR基因可能是S. mobaraensis合成TGase必不可少的正向调控因子.

摘要:为提高皮纳卫星数据存储系统性能和可靠性，提出了一种基于3种介质的“三级数据存储+三模容错架构”存储系统策略.首先，基于对星载存储介质的现状和故障特性分析，选择存储器件；然后对文件系统操作流程进行详细研究，提出错误来源；由此提出了采用ECC纠错、冗余备份和电流保护的方法提高系统可靠性；提前预分配文件空间，建立环形数据存储结构，以减少FS操作复杂性，降低错误率；结合RAM、FRAM、SD卡(secure digital card, SDC)三者的优点，采用三级数据存储策略来提高存储速度和故障容错能力；最后，通过地面实验测试，在1 MB总数量时，数据写入速度提高约4.7倍，任一SDC异常或者系统突然断电均不影响系统正常工作，数据丢失≤1帧，故障切换时间≤10 ms.卫星在轨运行过程中，FS、文件和介质均工作正常，且未影响其他系统工作.地面实验和在轨验证结果表明，数据存储系统方案有效可行，系统可靠性和读写性能均能满足卫星系统的任务需求.

摘要:为研究底框结构地震后的倒塌模式与废墟特征，预测存活空间分布规律，通过实际震害调查、数值模拟及振动台试验，对底框结构地震倒塌后废墟特征及存活空间分布规律进行研究.首先依据目前的实际震害资料，发现底框结构典型的三类地震倒塌模式(底框层倒塌、过渡层倒塌、整体倒塌)中底框层倒塌是相对概率较高的倒塌模式.在此基础上分析倒塌后底框结构的废墟形式，主要为“骨断筋连型”与“松散型”两类，并研究认为“骨断筋连型”废墟存活空间相对较大，但是震后拆除救援困难，而存活空间主要分布在背离倾覆一侧.同时相对于底框层，顶层有更大的存活空间；“松散型”废墟存活空间较小，但相对震后易于救援，在背向倒塌方向一侧，墙体较少的房间内靠近柱梁位置，在梁下会有一定的存活空间.之后建立了基于有限元软件ANSYS-LSDYNA的底框结构废墟研究数值模型，并阐述了模拟方法，而底框结构震害特征、振动台试验与数值分析结果的相似证明本文废墟研究数值建模方法的正确性，认为背向倒塌一侧且墙体较少部位人员存活空间较大.本文研究可为震后快速救援定位提供依据，并对人员逃生提供建议.

摘要:在国家积极推进300万平方公里海洋国土建设的方针政策下，如何在海域岛礁建造超低能耗建筑受到研究者越来越多的关注.为探究目前中国海域建筑气候分区归属的科学准确性，通过同纬度海陆气候对比以及不同海区海陆气候对比两个不同角度分析了海洋的气候特征，并根据国家现行建筑气候分区标准确定了各海陆对比组中内陆城市及海岛县(或海域岛礁)的建筑气候分区归属情况.结果表明：海陆气候差异性大，主要体现在二者空调度日数CDD26差值大，海岛县(海域岛礁)的日较差小及风速大；海陆空调度日数CDD26、年较差及太阳辐射的差异性随不同海区而异；中国现行建筑气候分区标准不适用于海洋地区；有必要针对海洋地区进行建筑气候区划，且海洋地区气候区划研究中，南海区较北海区、东海区复杂.该研究对中国海洋地区能够具备科学准确的气候分区归属具有推动作用, 进而可为海洋地区建筑室内热舒适性及超低能耗建筑的设计研究奠定理论基础.