污水生物处理系统的智能控制

分析了污水生物处理系统难于实现自动控制的原因,阐述了智能控制系统的结构和原理,阐明了污水生物处理连续流和间歇式工艺的控制思想和原则. 介绍了专家系统、模糊逻辑、神经网络和混合人工智能等人工智能技术以及在线传感器在污水生物处理系统智能控制中的开发与应用现状. 指出了针对污水生物处理的各个层面和多种工艺,其中,选择过程控制变量和传感器、抽象出控制规则并建立智能控制器、训练仿真与控制系统、从示范工程到实现最终的应用与推广是各阶段的研究内容与发展方向.     

用紫外光谱参数表征污水中溶解性有机污染物

为实现污水水质的实时在线监测,采用紫外吸收光谱法测定了洗浴废水和生活污水生物处理前后的紫外吸光特性,给出了定量表征污水中溶解性有机污染物的紫外光谱参数,并与常规有机污染物水质指标化学需氧量、总有机碳相关联.结果表明,波长为254 nm的紫外吸光度和波长在226~400 nm范围内的紫外吸光度的积分与化学需氧量、总有机碳均具有很好的线性关系.其中,紫外吸光度积分与总有机碳的相关性最高,能更加全面地反映污水中有机污染物的含量,测定迅速简便,无需消耗化学药剂,在一定程度上可替代常规有机污染物指标,是一种绿色水质分析方法.     

基于空心光纤多模干涉的折射率传感器研究

基于空心光纤(HF)多模干涉原理提出一种新颖光纤折射率传感器,实现了对环境溶液折射率的测量。这种光纤折射率传感器不仅制作简单、成本低廉,而且为波长编码、抗干扰性好。实验表明,这种光纤折射率传感器其有效传感范围为1.333～1.450,并且当溶液折射率小于1.40时,特征波长与折射率近似呈线性关系,灵敏度为88.07 nm。针对相同折射率不同溶质的溶液,传感器出射光谱能量差异表明,该结构的光纤传感器在物质检测方面有着潜在的应用。     

对污水液位检测装置方案的分析

设计屏蔽污物漂浮覆盖层的污水液面超声波液位检测装置,有效屏蔽污物漂浮覆盖层对超声波传感器波束反射的影响,确保反射波束能反映真实的污水液面,并有效消除污水液面波动的影响,保证超声波传感器检测的污水液面准确、稳定。     

基于遗传粒子群算法的FBG传感网重叠光谱的解调研究

由于光源带宽有一定的范围,当光纤布拉格光栅(FBG)传感器的数量使用过多时会发生光谱重叠现象,所以会造成反射光谱的中心波长识别困难。为解决光谱重叠问题,通过利用光谱形状复用技术构造重叠光谱,并根据遗传算法和粒子群算法的特点,将二者进行结合形成了遗传粒子群混合算法,用于改进识别反射光谱的中心波长的收敛速度和精度。通过仿真实验结果可知,当FBG传感器的反射光谱发生重叠时,遗传粒子群混合算法可以实现对重叠光谱中心波长的识别,且识别误差范围在5 pm之内。该方法为解决因光源带宽而限制FBG传感器的使用数量提供了一种可行方案。     

基于CMOS的FBG传感网络图像解调技术研究

寻求一种低成本高性能的光纤光栅传感系统的解调方案是实现光纤光栅传感器实用化的关键问题之一。为了有效解调FBG传感网络,本文提出并实现了一种基于COMS图像传感器的FBG图像解调方案,将FBG网络的波长解调转化为FBG光斑图像解调。实验结果表明,本文提出的FBG图像解调系统具有精度高、复用能力强等优点,能够较好地满足光纤光栅网络解调系统的解调要求,具有较好的应用前景。     

基于TDLAS-WMS的高灵敏度电子鼻传感器设计

为了对痕量有害气体(甲烷为例)进行非接触式检测,本文基于可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)与波长调制光谱(WMS)相结合的检测技术,采用中心波长为7.5μm的量子级联激光器(QCL),设计并研制出高灵敏度电子鼻传感器系统.在室温条件下,通过调节QCL注入电流,使其发光光谱扫过甲烷(CH4)气体吸收谱线.同时采用紧凑型herriott气室(长度为40 cm,容积为800 m L),使得系统总光程达到16 m.利用该传感器系统,对不同浓度的CH4进行测量,结果显示,测量相对误差小于7%,检测下限为1×10~(-9).同时,研究人员可以通过更换其他激射波长的QCL,实现对其它有害气体的检测.     

基于BDJ单色波长探测器的研究

分析了掩埋双p-n结（BDJ）的两个结对光的灵敏度随波长的变化,设计了一种新型便携式单色光波长及其功率测量仪器。该仪器以掩埋双p-n结为波长功率传感器,单片机为处理核心,LED数码管即时显示结果。实现了对单色光波长和功率的准确、快捷、方便的测量。仪器设计定标完成后对汞灯的4条原子谱线分光后进行测量,精度较高,偏差在2 nm范围内。对仪器的硬件、软件及设计思路给出了系统的说明,提出了新的应用展望。     

城市污泥再利用的研究

通过对保定市污水处理厂产生的污泥性质的研究以及污泥的除臭试验、污泥的烘干试验、污泥烘干烟气的排放试验测试、造粒烘干试验、污泥有机肥料的大田施用试验等研究 ,找到了一条实现污泥综合利用、变废为宝、消除二次污染的有效途径 ,即利用污泥制造有生物活性的有机复合肥 .     

桑叶天然染料的萃取和稳定性研究

采用正交实验法及单因子实验法，有效地萃取桑叶染液并对其稳定性进行了研究和探讨。发现桑叶的水萃取液和盐酸萃取液的光吸收曲线相似。桑叶天然染料萃取的最大影响因子是萃取剂的种类，有效的萃取剂在本试验中是氢氧化钠，其萃取液的色浓度、光密度值大，氢氧化钠最佳浓度为20％。三种萃取液的光稳定性和抗还原性能均较好，其中H2O和HCl萃取液的抗氧化性能较弱，而NaOH萃取液的稳定性则较好，并且均可在一定的条件下保存几天，因此一次萃取一定量的桑叶染液可供给几天染色用，减少了提取桑叶染液的次数，节约了时间、劳力及能耗，有利于桑叶染料实用化的进程。     

Fiber Optic Humidity Sensor Based on Self-Assembled Polyelectrolyte

Polyelectrolyte multilayers were self-assembled onto planar glasssubstrates and multimode optic fibers. The multilayer thin films deposited on glass substrates were characterized by using UV-vis spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The multilayer thin films containing hydrophilic side-groups possessed are affinity for water molecules. The adsorption and desorption of free water vapor gave rise to the changes in the refractive index and in the reflectance of the thin films. A multilayer thin film based fiber optic humidity sensor with an LED light source of 0.85 μm was designed. Under certain conditions, the reflected light intensity of the thin film sensor was a function of the humidity of air. About 30 bilayers was optimal for the multilayer thin film sensor working at wavelength of 0.85 μm. This sensor can work over almost the whole relative humidity range with very good sensitivity.     

关于光纤温度传感器的研究

本文首先从理论上较系统的描述了GaAs半导体光纤温度传感器的构成原理,并据此建立了有关的设计计算方法和技术。提出用LED耦合双尾纤的方法构成光纤温度传感系统,可有效解决长时间实时温度遥测的问题。文章还介绍了利用单板机实现数据采集的硬件和软件技术。这一研究成果使这种传感器具有多路智能化温度实时监测能力,向实用化阶段前进了一步。     

Ultraviolet-visible spectral properties of nanometer zinc oxide colloidal solution

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｉｎｃｅｔｈｅｅｎｄｏｆｌａｓｔｃｅｎｔｕｒｙ ,ｓｔｕｄｉｅｓｏｎｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｎｏｍｅｔｅｒｐａｒｔｉｃｌｅｓｈａｖｅａｔｔｒａｃｔｅｄａｌｏｔｏｆａｔｔｅｎｔｉｏｎ .Ｎａｎｏｍｅｔｅｒｚｉｎｃｏｘｉｄｅｗｉｔｈｓｏｍｅｓｐｅｃｉａｌｐｒｏｐ ｅｒｔｉｅｓｃｏｕｌｄｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍａｎｙａｓｐｅｃｔｓ,ｓｕｃｈａｓａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｉｎｄｕｓｔｒｙ ,ｓｕｎ ｐｒｏｏｆｃｏｓｍｅｔ ｉｃｓ,ｐｈｏｔｏｓｅｎ…     

基于虚拟仪器的瓦斯浓度检测系统

研究了一种差分吸收瓦斯浓度检测系统.基于近红外光谱吸收原理,分布反馈式激光器(DFB)发出波长为1 650 nm的光,一路经过光纤传输到待测气室与甲烷气体发生作用,另一路经过光纤直接传到参考气室,将两路携带有用信息的光信号通过硬件电路转换为电信号,由虚拟仪器开发的软件进行采集、处理,得到浓度与电压的信息.实验结果表明:该系统起到了实时检测与监控甲烷气体浓度的作用.     

La和Zn共掺杂改性纳米TiO_2光催化剂的制备及表征

采用沉淀法-水热法相结合的方法分别制备未掺杂、La3+与Zn2+单掺杂及共掺杂的Ti O2光催化剂。通过SEM、XRD和UV-vis DRS等对样品形貌、结构和光吸收进行了表征,并以甲基橙溶液为目标降解物考察了掺杂纳米Ti O2粉体的光吸收和光催化性能。结果表明,La3+与Zn2+共掺杂后样品在紫外和可见光区的吸收能力显著提高,光吸收发生明显红移,吸收边波长为446 nm;La3+、Zn2+掺杂降低了光生电子-空穴对的复合率,光催化活性明显提高,光照20 min后,La/Zn/Ti O2对甲基橙的降解率高达99%。     

石墨烯／二氧化钛复合光催化剂的制备及可见光催化性能研究

以钛酸正丁酯为钛源,采用一种简单的原位水解技术制备了石墨烯／二氧化钛复合光催化剂．通过XRD、SEM、TEM、Raman、PL和UV-vis光谱仪等分析手段对产物进行了表征,并测试了该复合光催化剂在可见光区对染料罗丹明B的光催化降解性能．实验结果表明：制备的复合光催化剂主晶相为锐钛矿型二氧化钛,石墨烯表面富集的二氧化钛颗粒尺寸约为10-20nm左右,均匀弥散、形成一层致密的氧化钛膜层．样品降解罗丹明B测试结果表明,石墨烯与二氧化钛的复合,一方面使得二氧化钛光催化剂在可见光区的吸收大大增强,另外,石墨烯的存在能够促进二氧化钛半导体中电子和空穴的有效分离,并且在一定程度上提高了污染物在半导体表面的富集效率,从而使石墨烯／二氧化钛复合光催化剂对降解罗丹明B表现出良好的光催化活性．     

碱性高锰酸钾光度法测定水中的苯胺类物质

在碱性条件下,高锰酸钾氧化苯胺引起自身颜色的变化,并且体系吸光度的变化值和苯胺的含量成正比。据此建立了光度法测定微量苯胺的新方法,方法分别选择显色波长430,610 nm和褪色波长525 nm进行测定。3波长下表观摩尔吸光系数分别为1.60×10^4L/（mol.cm）,2.09×10^4 L/（mol.cm）和2.09×10^4 L/（mol.cm）。苯胺质量浓度均在2.5-30μg/10 mL范围内符合比尔定律。将该方法用于测定水样中的苯胺含量,3波长下均获得满意结果。     

Preparation and microstructure of green ceramsite made from sewage sludge

A pilot study was conducted to produce high performance green ceramsite by using sewage sludge, fly ash and silt. According to the theory of Riley, the proportions of raw materials were chosen to perform the sintering experiments. Thereby, the optimum proportion of sludge, fly ash and silt and sintering parameters were determined. The microstructure of the optimized mixture and the leaching of heavy metal elements were also analyzed. The lab testing results show that sintering parameters have significant impact on the performance of ceramsite. For solid waste ceramsite with high loss of ignition, inadequate pre-burning process lowers the strength and increases the water absorption. Low water absorption can be achieved by the enameled surface and closed pore structure. The high performance green ceramsite has the density grade of 700, water absorption of 6% and compressive strength of 6.6 MPa. The ceramsite is mainly composed of cristobalite and mullite. The leaching of heavy metal elements from the solid waste ceramsite are lower than the limits required by the national standard. This study shows that the utilization of solid waste ceramsite as the light weight aggregate is feasible and safe.     

一种新型太阳能电池菁染料光敏剂的合成及其性能研究

设计合成了Cy3菁染料太阳能电池光敏剂,其结构特点是分子中吲哚环氮原子上的取代基为对羧苄基。本文通过自行合成的染料中间体N-对羧苄基-2,3,3-三甲基-3H-吲哚啉-5-磺酸钾在超声波作用下与原甲酸三乙酯缩合制备得到了该染料。结果表明,超声波法具有反应时间短、温度低和收率高等优点;探讨了3种洗脱剂对产品的柱分离效果,其中异丙醇∶水=5∶1效果最佳;分析测试了Cy3菁染料的光谱性能,在水溶液中Cy3的最大紫外-可见吸收波长为551 nm,最大荧光发射波长为565 nm;与其相比,在-环糊精水溶液中,最大吸收和荧光发射波长不变,荧光发射强度有所增加。