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关键词： 膜分离技术   环境工程   水污染   水处理  

摘要： 针对膜分离技术在环境工程中的应用,做了简单的论述,并且展望了技术发展前景.高技术水平能够展现环境工程发展的实际情况,为相关工作的开展,提供技术手段支撑.随着环境工程建设标准不断提升,对处理技术,有着更高的要求,推动着膜分离技术的发展和应用.

关键词： 高速公路   分离式交叉工程   合理密度   绕行距离   节点重要度   交通安全   低路堤  

摘要： 随着我国高速公路快速发展以及全部控制出入、必须设置禁入栅栏的特点,高速公路在一定程度上分隔了沿线居民的生产生活区域,对沿线居民生活带来了不便,阻碍和分割了两侧地区经济交流、发展。通过设置分离式交叉工程能消除高速公路对沿线居民产生的分隔性,但分离式交叉工程设置的密度过大,会影响高速公路安全性,也会增加平均填土高度;若分离式交叉工程密度过小,则导致高速公路两侧居民生活不便,甚至减少两侧居民的交流。因此本文基于人性化角度、安全性以及经济性等对分离式交叉工程的合理密度开展研究。对高速公路分离式交叉工程进行定义,并分析其功能及类型,讨论分离式交叉工程类型的选择原则及主要影响因素,研究影响高速公路分离式交叉工程密度的因素,在考虑限制最小密度和最大密度具体因素的基础上,并对分离式交叉工程密度的进行分类。基于最大绕行距离,并结合其他影响因素,建立天桥及通道最小密度模型;基于因子分析法数学模型,结合节点的重要度,建立分离式立交最小密度模型;综合这两种最小密度模型,建立高速公路分离式交叉工程最小密度模型。基于驾驶员的视觉生理特性,研究驾驶员经过上跨式分离式交叉工程时的视觉行为,分析上跨式分离式交叉工程广告牌对驾驶员产生的不利影响,在保证交通安全性的前提下,建立上跨式分离式交叉工程最大密度模型。基于高速公路低路堤设计方案的整体优越性,分析下穿式分离式交叉工程对平均填土高度产生的影响,基于低路堤对下穿式分离式交叉工程密度的限制,建立下穿式分离式交叉工程最大密度模型。本文研究成果对于弥补我国关于高速公路分离式交叉工程合理密度的空缺具有重大意义,为分离式交叉工程合理设置提供一定的技术支撑。

关键词： 数据安全   加密域可逆水印   可分离加密域可逆水印   鲁棒可逆水印   二维工程图  

摘要： 近年来,随着云计算的快速发展用户通过云端保存、分发和处理数据可大大降低成本。多媒体文件的云端存储应用变得越来越热门,比如图像、视频和二维工程图形等。然而储存在云端的文件脱离了用户的控制,引发了用户对文件安全与隐私泄露的担忧。为了保护用户的隐私,加密技术已被广泛应用。通过使用安全的加密技术,可以确保云服务商在不知道密钥的情况下无法获取文件的内容。而云端通过可逆的向加密的数字内容中添加一些附加信息,比如标注信息、版权信息等,云服务商可以很好地管理这些加密文件,并通过这些信息判断内容的所有者或完整性。为解决这一问题,加密域可逆水印技术应运而生。该技术首先对载体进行加密以确保数据的安全性,然后通过可逆水印技术把秘密信息嵌入到载体中以实现版权保护、秘密信息传递等功能。当前,加密域可逆水印技术的研究大多集中在栅格图像等冗余性较大的载体,对二维工程图等数据相关性较差的载体研究较少,而二维工程图作为一种重要的制造数据其在云端的安全存储与管理已经成为需要解决的一个重要的问题。此外,大多数加密域可逆水印算法不具备可分离性,即只能在单一的域中提取水印。更重要的是,现有加密域可逆水印算法大多不具有水印提取的鲁棒性,即在对解密后的载体进行一定程度的修改后,无法正确提取水印,无法满足版权认证、载体溯源等应用场景的需要。因此,针对二维工程图形加密域可逆水印技术开展研究具有重要的应用价值。为此,本文针对冗余性较小的二维工程图提出了二种可分离的加密域可逆水印算法。论文的主要工作包括:(1)提出了一种可分离的加密域鲁棒可逆水印方案。为了提升鲁棒性,算法通过结合坐标系转换、密钥散列消息认证码(HMAC)和纠删编码等技术,提出一个新颖的水印映射方法。通过提取几何不变特征利用哈希碰撞产生水印冗余,增强了可逆水印的鲁棒性。同时,为了控制失真,在不同的参数下建立了一个统一的失真控制方法。理论分析与实验表明,所提算法不仅可逆且具有良好的不可见性。与同类算法相比,算法在抵御RST变换、实体重排序等常见操作以及抵御顶点增加、顶点删除等恶意攻击方面均具有良好的鲁棒性。据公开文献,该方案也是首个能分别在明文域和密文域中鲁棒提取水印信息的矢量图水印方案。(2)提出了一种基于整数平移-扩展模型的可分离加密域可逆水印框架。为了提升算法的普适性,该框架中加密算法可任意选择现有的基于顶点感知加密的矢量图加密算法。水印嵌入者可基于整数平移-扩展模型进行水印嵌入,并实现可分离的加密域可逆水印框架。为了控制失真,提出了一种基于直方图平移的加密域可逆水印算法。该算法能够让载体的失真达到模型的下界的同时容量达到模型的上界。理论分析与实验表明,所提算法不仅具有可分离性而且普适强。与同类算法相比,算法在可逆性、不可见性、容量上都具有一些优势。此外算法具有一定的鲁棒性,能够能有效抵御旋转、平移、缩放(RST)攻击。(3)基于Teigha二次开发平台和微软基础类库,以Visual Studio 2015作为集成开发环境,设计实现了一个二维工程图形加密域可逆水印系统。本文的研究成果可应用于云制造环境下的二维工程图隐私保护与密文数据管理,以及其他等隐私保护应用程序。

关键词： 油茶果   清选工艺   浮选分离   蒲籽干燥预处理   在线密度计  

摘要： 脱蒲清选为油茶果采收后加工的第一个环节,目前国内油茶果脱蒲清选工艺及设备均不成熟,难以满足油茶产业机械化、自动化的需求,导致堆沤晾晒后的人工脱蒲清选方式仍广泛使用。针对目前油茶果产业生产加工脱蒲清选过程中的低效、分离率低、经济成本高等问题,本课题从油茶果蒲籽物料清选的原理出发,创新性的建立了一套新型浮选分离油茶果蒲籽工艺并对其关键控制参数进行了分析及优化,开发了配套装备系统并进行了中试研究。取得结果总结如下:(1)对油茶果蒲籽的物料特性(颜色、尺寸、质量、密度等)进行测量研究工作,并参考相应文献分析比较国内常用分选技术确定以密度差异为原理的浮选较其他分选方法具备高效、分离率高等特点,最终确定以浮选为油茶果蒲籽混合物分选工艺。(2)针对影响浮选效果工艺条件进行了研究分析,设计了浮选技术分离流程。在物料特性测定工作的基础上,结合干燥对油茶果蒲籽密度的影响运用maltab等软件进行了响应面分析并在不同温度点结合干燥耗能情况建立了关于油茶果干燥处理分析模型,为浮选工艺流程机械化、自动化建立数据与理论基础。(3)开展了油茶果蒲籽浮选机综合性能的中试放大试验,对干燥响应面模型进行验证并运用在线密度计对浮选过程浮选液密度变化进行了实时监测及色度变化测定,以分离率、蒲中含籽率及籽中含蒲率对浮选分离效果进行了量化评判,试验表明浮选分离效果良好,分离率达95%,且蒲中含籽率<2%,籽中含蒲率<10%。以油茶果处理量500 t/年,对本浮选装备系统进行经济分析显示,相比工厂设备每年节省约0.3万元,浮选工艺不仅提升了分离效率,而且经济成本较低,可向企业推广应用。综合以上研究结果,本课题建立了一套高效分离油茶果蒲籽的浮选工艺,确定了关键控制因素,初步开发了可用于实际生产的浮选装备系统。通过中试研究和经济分析显示,本工艺及配套装备具有良好的分离效果和应用前景。

关键词： 单宁酸   二乙烯三胺   膜表面改性   界面聚合   反应动力学  

摘要： 单宁酸是一种自然界中的多酚类物质,具有独特的物理化学性质以及来源广泛、无生物毒性、价格低廉等优点。本文将其用于聚合物分离膜的表界面工程领域,实现了对非复合膜的表面改性、复合膜皮层与基底间界面性质的调控以及界面聚合反应动力学的实时原位监测。具体内容如下:首先,发展了单宁酸/二乙烯三胺共沉积技术,系统的研究了沉积时间、沉积比例以及沉积溶液浓度对沉积效果的影响,并将其用于多种不同的疏水微滤膜的表面亲水化改性。与其它改性方法相比,该法具有操作简便、普适性强、不改变基底形貌、沉积层颜色较浅以及原材料价格低廉等优点。此外,由于单宁酸独特的可逆电离性质,使得该沉积层可以表现出溶剂响应性质,使用乙醇处理可以使其由亲水状态转化为疏水状态,而经过水处理又可以回复其亲水状态。通过高斯计算、紫外、红外光谱等手段阐明了该溶剂响应行为的内在机理,并将具有溶剂响应性质的改性膜用于多种不同类型的油水乳液分离过程。之后,我们利用该共沉积技术,亲水化改性疏水微滤基底,提升其表面浸润性,进而通过界面聚合法在其表面制备完整连续的选择性皮层,成功得到了复合型纳滤膜,拓宽了纳滤膜基底的选择范围。相比于纳滤膜常用的聚砜、聚醚砜超滤基底,这些疏水微滤基底具有更大的孔径及孔隙率,更好的耐溶剂性质,使得所制备的纳滤膜表现出极高的渗透通量以及结构稳定性。同时,我们还通过分子动力学模拟,研究了单宁酸/二乙烯三胺沉积层与界面聚合反应中使用的胺类单体的相互作用,并阐明了其对界面聚合反应的影响。利用该沉积层对胺类单体扩散的抑制作用,实现了对界面聚合反应过程的控制,得到了结构可控的聚酰胺皮层。最后,以单宁酸作为分子探针,利用其独特的光学性质,通过紫外分光光度计的动力学模块,原位实时监测了哌嗪聚酰胺界面聚合反应过程中水相溶液的pH变化。并以此为根据,计算得到了界面聚合反应过程中单体消耗随时间的变化,进而首次拟合得到该界面聚合反应的速率常数,所有拟合的线性相关系数均在0.9以上,说明了该方法的可靠性。此外,根据反应过程中速率常数的变化,将界面聚合反应分为快速反应阶段、速率下降阶段以及反应终止阶段,并得到了每个阶段的持续时间。最后,使用该方法研究了聚乙烯醇对界面聚合反应的影响。

关键词： 随机子空间法   DBSCAN聚类分析   温度影响   神经网络模型  

摘要： 工程结构在服役期内一旦发生破坏会造成巨大的社会和经济损失,因此实现运营状态下结构安全性的早期预警是亟需解决的问题。目前普遍采用的方法是在工程结构进行连续在线动态监测,对采集的数据实时处理获取模态参数,进而发现结构刚度存在的早期劣化现象。连续在线监测势必产生大量的数据,因此,首先需要提出有效方法从监测数据中自动获取并跟踪结构的模态参数;其次,在正常运营环境下,工程结构长期的模态参数不可避免的会受到环境因素的影响,它们会掩盖工程结构早期劣化所导致的模态参数变化,进而对结构劣化早期预警造成困难,因此有必要分离温度对模态参数的影响并提出只对结构劣化敏感指标。针对从大量数据中自动获取并跟踪工程结构的模态参数这个问题,目前多采用基于时域的随机子空间识别(Stochastic Subspace Identification,SSI)方法,但该方法在构建稳定图经常会产生噪声点,进而导致无法准确提取和跟踪模态参数的变化。本文针对该问题首先讨论了稳定图定阶的问题用于选取稳定点,进而提出了基于空间密度聚类的方法(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)对稳定图进行去噪处理,将DBSCAN聚类算法分析和SSI方法进行结合,以解决工程结构模态参数获取和跟踪中噪声干扰等问题;并且根据该方法编译了全自动处理数据的MATLAB程序。此外,本文使用ANSYS软件对深圳大学城彩虹桥建立模型,获得了数值模拟的模态参数;与模态实验获得的模态参数进行比较。二者得到的结果进行相互验证,证实了DBSCAN聚类算法对SSI方法构建的稳态图进行去噪的可行性。然后,将该方法对彩虹桥长期数据进行处理,获得了彩虹桥320天连续变化的模态频率,通过其变化探测到该结构在施工阶段的改变。最后,针对温度变化掩盖结构自身变化的问题,本文比较了BP神经网络和多重线性回归模型拟合温度与频率之间的关系,发现前者在数据拟合中更具优越性。进而,本文基于葡萄牙Pedro e Inês人行桥长达五年的模态频率和温度数据,选取BP神经网络模型以及极限学习机对第一年的与频率和温度进行拟合,通过比较,发现极限学习机模型比BP神经网络模型更加优秀,进一步,利用拟合好的极限学习机模型对Pedro e Inês人行桥后四年的频率进行预测从而去除环境温度的影响,发现了结构的早期变化。

关键词： 智能膜   传质   反应   分离  

摘要： 在实际应用中,智能膜能够根据外界刺激对自身膜孔大小以及表面特性进行改变,以此实现渗透性以及选择性等参数的变化,是现今化工领域当中的一项重要研究内容。本文对智能膜对传质和反应与分离过程的调控进行研究。