定量構效方法研究水處理

Ⅰ 定量構效關系的Hansch方法

幾乎在Hansch方法發表的同時，Free等人發表了Free-Wilson方法，這種方法直接以分子結構作為變數對生理活性進行回歸分析。其在葯物化學中的應用范圍遠不如Hansch方法廣泛。Hansch方法、Free-Wilson方法等方法均是將分子作為一個整體考慮其性質，並不能細致地反應分子的三維結構與生理活性之間的關系，因而又被稱作二維定量構效關系
二維定量構效關系出現之後，在葯物化學領域產生了很大影響，人們對構效關系的認識從傳統的定性水平上升到定量水平。定量的結構活性關系也在一定程度上揭示了葯物分子與生物大分子結合的模式。在Hansch方法的指導下，人們成功地設計了諾氟沙星等喹諾酮類抗菌葯。
由於二維定量不能精確描述分子三維結構與生理活性之間的關系，1980年代前後人們開始探討基於分子構象的三維定量構效關系的可行性。1979年，Crippen提出「距離幾何學的3D-QSAR」；1980年Hopfinger等人提出「分子形狀分析方法」；1988年Cramer等人提出了「比較分子場方法」（CoMFA）。比較分子場方法一經提出便席捲葯物設計領域，成為應用最廣泛的基於定量構效關系的葯物設計方法；1990年代，又出現了在比較分子場方法基礎上改進的「比較分子相似性方法」以及在「距離幾何學的3D-QSAR」基礎上發展的「虛擬受體方法」等新的三維定量構效關系方法，但是老牌的CoMFA依然是使用最廣泛的定量構效關系方法。

Ⅱ 定量構效關系的CoMFA&CoMSIA

CoMFA和CoMISA是應用最廣泛的合理葯物設計方法之一，這種方法認為，葯物分子與受體間的相互作用取決於化合物周圍分子場的差別，以定量化的分子場參數作為變數，對葯物活性進行回歸分析便可以反應葯物與生物大分子之間的相互作用模式進而有選擇地設計新葯。
分子定位在一個方格中，作為探針的粒子在盒子中遊走
比較分子場方法將具有相同結構母環的分子在空間中疊合，使其空間取向盡量一致，然後用一個探針粒子在分子周圍的空間中遊走，計算探針粒子與分子之間的相互作用，並記錄下空間不同坐標中相互作用的能量值，從而獲得分子場數據。不同的探針粒子可以探測分子周圍不同性質的分子場，甲烷分子作為探針可以探測立體場，水分子作為探針可以探測疏水場，氫離子作為探針可以探測靜電場等等，一些成熟的比較分子場程序可以提供數十種探針粒子供用戶選擇。
探針粒子探測得到的大量分子場信息作為自變數參與對分子生理活性數據的回歸分析，由於分子場信息數據量很大，屬於高維化學數據，因而在回歸分析過程中必須採取數據降維措施，最常用的方式是偏最小二乘回歸，此外主成分分析也用於數據的分析。

Ⅲ 簡述定量構效關系方法中，線性模型和非線性模型的特點，二者誰的預測能力更好

這個還是比較好辦。可以做兩次回歸，看哪個回歸的效果好。如果線性回歸的效果好，就選擇線性模型作為研究模型，反之就選擇非線性。 當然更好的辦法是根據問題的性質來進行研究。例如，如果研究資本和勞動力對於經濟增長的貢獻，直接可以根據相關理論用非線性模型。不過這個題目也可以進一步線性化。有些非線性模型不好處理為線性的，可以用非線性回歸。 以上為不成熟的想法，希望可以供你參考！

Ⅳ 污水處理都有哪些有效的方法

處理污水，首先要了解清楚污水的類型，污水的水質情況，以及污水的水量及處理要求。
針對於現階段的污水處理，總結出以下幾點方法。
1、物理法
物理法污水處理就是利用物理作用，分離污水中主要呈懸浮狀態的污染物，在處理過程中不改變水的化學性質。
⑴沉澱(重力分離)
污水流入池內由於流速降低，污水中的固體物質在中立的作用下進行沉澱，而使固體物質與水分離。
這種工藝分離效果好，簡單易行，應用廣泛，如污水處理廠的沉砂池和沉澱池。沉砂池主要去除污水中密度較大的固體顆粒物，沉澱池則主要用於去除污水中大量的呈顆粒狀的懸浮固體。
⑵篩選(截流)
利用篩濾介質截流污水中的懸浮物。屬於砂濾處理的設備有格柵、微濾機、砂濾池、真空濾機、壓濾機(後兩種主要用於污泥脫水)等。
⑶氣浮(上浮)
對一些相對密度接近於水的細微顆粒，因其自重難於在水中下沉或上浮，可採用氣浮裝置。此法將空氣打入污水中，並使其以微小氣泡的形勢由水中析出，污水中密度

近於水的微小顆粒狀污染雜質(如乳化油)黏附到氣泡上，並隨氣泡升至水面，形成泡沫浮渣而去除。根據空氣打入方式的不同，氣浮設備有加壓溶汽氣浮法、葉輪氣浮法和射流氣浮法等。為提高氣浮效果，有時需要向污水中投加混凝劑。
⑷離心與旋流分離
使含有懸浮固體或乳化油的污水，由於懸浮固體和廢水的質量不同，受到的離心力也不同，質量大的懸浮固體被拋甩到污水外側，這樣就可使懸浮固體和污水分別通過各自的排出口排出設備之外，從而使污水得以凈化。
2.化學法
污水的化學處理方法就是向污水投加化學物質，利用化學反應來分離回收污水中的污染物，或是其轉化為無害物質。屬於化學處理法的有以下幾種。
⑴混凝法
混凝法是向污水中投加一定量的葯劑，經過脫穩、架橋等反應過程，使污水中的污染物凝聚並沉降。水中呈膠體狀態的污染物質通常帶有負電荷，膠體顆粒之間互相排
斥形成穩定的混合液，若水中帶有相反電荷的電解質(混凝劑)可使污水中的膠體顆粒改變為呈電中性，並在分子引力作用下，凝聚成大顆粒下沉。
⑵中和法
用化學方法消除污水中過量的酸和鹼，使其pH值達到中性左右的過程稱為中和法。處理含酸污水以鹼作為中和劑，處理含鹼污水以酸作為中和劑，也可以吹入含
CO2的煙道氣進行中和。酸和鹼均指無機酸和無機鹼，一般依照「以廢制廢」的原則，亦可採用葯劑中和處理，可以連續進行，也可間歇進行。
⑶氧化還原法
污水中呈溶解狀態的有機物和無機物，在投加氧化劑和還原劑後，由於電子的遷移而發生氧化和還原作用形成無害的物質。常用的氧化劑有空氣中的氧、純氧、漂白
粉、臭氧、氯氣等，氧化法多用於處理含氰含酚廢水。常用的還原劑則有鐵屑、硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉等，還原法多用於處理含鉻、含汞廢水。
⑷電解法
在廢水中插入電極並通過電流，則在陰極板上接受電子。在水的電解過程中，陽極上產生氧氣，陰極上產生氫氣。上述綜合過程使陽極上發生氧化作用，在陰極上發生還原作用。目前電解法主要用於處理含鉻及含氰廢水。
⑸吸附法
污水吸附處理主要是利用固體物質表面對污水中污染物質的吸附，吸附可分為物理吸附和生物吸附等。
物理吸附是吸附劑和吸附質之間在分子力作用下產生的，不產生
化學變化，而化學吸附法則使吸附劑和吸附質在化學鍵力作用下起吸附作用的，因此化學吸附選擇性較強。此外，在生物作用下也可產生生物吸附。在污水處理中常
用的吸附劑有活性炭、磺化煤、硅藻土、焦炭等。
⑹化學沉澱法
向污水中投加某種化學葯劑，使它和某些溶解物質產生反應，生成難溶鹽沉澱下來。多用於處理含重金屬離子的工業廢水。
⑺離子交換法
離子交換法在污水處理中應用較廣。使用的離子交換劑分為無機離子交換法(天然沸石和合成沸石)、有機離子交換樹脂(強酸性陽離子樹脂、弱酸性陽離子樹脂、強

鹼性陰離子樹脂、弱鹼性陰離子樹脂、鰲和樹脂等)。採用離子交換法處理污水時，必須考慮樹脂的選擇性。樹脂對各種離子的交換能力是不同的，這主要取決於各
種離子對該種樹脂親和力的大小，又稱選擇性的大小，另外還要考慮到樹脂的再生方法等。
⑻膜分離法
滲析、電滲析、超濾、微濾、反滲透等通過一種特殊的半滲透膜分離水中的離子和分子的技術，統稱為膜分離法。電滲析法主要用於水的脫鹽，回收某些金屬離子等。

反滲透作用主要是膜表面化學本性所起的作用，他分離的溶質粒徑小，除鹽率高，所需的工作壓力大;超濾所用的材質和反滲透相同，但超濾是篩濾作用，分離溶質
粒徑大，透水率高，除鹽率低，工作壓力小。
3、生物法
污水的生物膜法就是採取一定的人工措施，創造有利於微生物生長、繁殖的環境，使微生物大量增殖，以提高微生物氧化、分解有機污染物被降解並轉化為無害物質，使污水得以凈化。
生物處理法可分為好氧處理法和厭氧處理法兩類。前者處理效率高，效果好，使用廣泛，是生物處理的主要方法。屬於生物處理法的工藝有以下幾種。
⑴活性污泥法
是當前應用最廣泛的一種生物處理技術。將空氣連續鼓入含有大量溶解有機污染物的污水中，經過一段時間，水中既形成繁殖有大量好氧型微生物的絮凝體—活性污 泥，
活性污泥能夠吸附水中的有機物，生活污水在活性污泥上的微生物以有機物為食料，獲得能量，並不斷省長增殖，有機物被分解、去除，使污水得以凈化。

一般經曝氣池處理的出水是含有大量活性污泥的污水—混合液，經沉澱分離，水被凈化排放，沉澱分離後的污泥作為種泥，部分迴流到曝氣池。活性污泥法自出現以來，經過80多年的演變，出現了各種
活性污泥法的變法，但其原理和工藝過程沒有根本性的改變。
(2)普通活性污泥法
這種方法已被廣泛使用，是許多污水處理廠的常用工藝。傳統活性污泥法是將污水和迴流污泥從曝氣池首段引入，呈推流式至曝氣池末端流出，此法適用於處理要求高、水質較穩定的污水，但對負荷的變動適應性較弱，後來在此基礎上產生了一些改良形式。
⑶多點進水法
為了使槽內有機負荷接近一定值，把污水從幾個點分開流入，有利於解決超負荷問題。
⑷吸附再生法
接觸槽內活化的活性污泥吸附污染物質，污泥與水分離後，在曝氣槽內把吸附的污染物質進行氧化。該法有利於增加污水處理量，有一定的抗擊沖擊負荷能力。
⑸延時曝氣法
污水在曝氣池內延長曝氣時間，有利於完全氧化，污泥量少，該法適用於小型污水處理廠。
⑹厭氧-缺氧
- 好氧活性污泥法
在常規活性污泥法去除有機污染物的同時，為了能有效的去除氮磷等營養物質，人們把厭氧、缺氧、好氧狀況組合到活性污泥法中，使厭氧-缺氧-好氧狀況在反應曝氣池內同時存在或反復周期實現，形成了厭氧-缺氧-好氧活性污泥法。也有的工藝流程採用厭氧-好氧活性污泥法。
⑺間歇式活性污泥法
污水流至單一反應池中，按時間通過程序控制各過程。在反應池的一個工作周期，運行程序依次為進水、反應、沉澱、出水和待機等過程。該法適用於中小水量和出水水質較高的場合，有利於自動化控制;通過對運行的調整，該法也可進行除磷脫氮和化學處理，有利於污水回用。
近年來，SBR工藝發展很快，尤其隨著儀表和自控技術與裝備的發展，間歇式活性污泥法新工藝不斷涌現，如CASS工藝、CAST工藝、IDEA工藝、MSBR工藝以及UNITANK工藝等。
⑻ AB法
該法是吸附降解工藝的簡稱，屬超高負荷活性污泥法，它是兩個活性污泥法的串聯系統，兩者各有獨立的二次沉澱池。該法抗沖擊負荷能力強，有利於除磷脫氮和化學處理，特別有利於處理濃度高、水質水量變化大的污水。
⑼氧化溝
氧化溝為連續環形曝氣池，其池較長，深度較淺。氧化溝系統是一種成本低廉、構造簡單易於維護管理的處理技術，其出水水質好，可進行脫氮，有利於延時曝氣。
4、生物膜法
使污水連續流經固體填料，在填料上就能夠形成污泥垢狀的生物膜，生物膜上繁殖大量的微生物，吸附和降解水中的有機污染物，能起到與活性污泥同樣的凈化污水作
用。從填料上脫落下來死亡的生物膜隨污水流入沉澱池，經沉澱池澄清凈化。生物膜有多種處理構築物，如生物濾料、生物轉盤、生物接觸氧化和生物流化床等。
⑴生物濾池
生物濾池是以土壤自凈原理為依據發展起來的，濾池內有固定填料，污水流過時與濾料相接觸，微生物在濾料表面形成生物膜。
凈化污水裝置由提供微生物生長息棲的 濾床、布水系統以及排水系統組成。生物濾池操作簡單，費用低，適用於中小城鎮和邊遠地區。生物濾池分為普通生物濾池、高負荷生物濾池和塔式生物濾池以及曝 氣生物濾池等。
⑵生物轉盤
通過傳動裝置驅動生物轉盤以一定的速度在接觸反應池內轉動，交
替的與空氣和污水接觸，每一周期完成吸附-吸氧-氧化分解的過程，通過不斷轉動，使污水中的污染物不斷分解氧化。生物轉盤流程中除了生物轉盤外，還有初次
和二次沉澱池。生物轉盤的適應范圍廣泛，對生活污水和各種工業廢水都能適用，同時生物轉盤的動力消耗低，抗沖擊負荷能力強，管理維護簡便。
⑶生物接觸氧化
在池內設填料，使已經充氧的污水浸沒全部填料，填料上長滿生物膜，污水與生物膜接觸，水中的有機物被微生物吸附，氧化分解和轉化成新的生物膜。從填料上脫落
的生物膜隨水流到二沉池後被去除，污水得到凈化。生物接觸氧化法對沖擊負荷有較強的適應能力，污泥產量少，可保證出水水質。
⑷生物流化床
採用相對密度大於1的細小惰性顆粒，如砂、焦炭、活性炭、陶粒等作為載體，微生物在載體表面附著生長，形成生物膜，充氧污水自上而下流動使載體處於流化狀體，生物膜與污水充分接觸。生物流化床處理效率高，能適應較大沖擊負荷，佔地小。
5、自然生物處理法
利用自然條件下生長繁殖的微生物來處理污水，形成水體-微生物-植物組成的生態系統，對污染物進行一系列的物理-化學和生物凈化，可對污水中的營養物質充分

利用，有利於綠色植物生長，實現污水的資源化、無害化和穩定化。該法工藝簡單，建設與運行費用都較低，效率高，是一種符合生態原理的污水處理方式，但容易

受自然條件影響，佔地較大。主要有水生植物塘、水生動物塘、土地處理系統以及上述工藝組合系統。穩定塘是利用塘水中自然生長的微生物處理污水，而在塘中生
長的藻類的光合作用和大氣氧作用向塘中供氧。在穩定塘內污水停留時間長，其生化過程和自然水體凈化過程相似。穩定塘按其微生物反應類型
分為好氧塘、兼性塘、厭氧塘和曝氣塘等。土地處理是以土地凈化為核心，利用土壤的過濾截留、吸附、化學反應和沉澱及微生物的分解作用處理污水中的污染物，土地上生長的農作物可充分利用污水中的水分和營養物。如污水農田灌溉就是一種土地處理方式。
6、厭氧生物處理法
利用兼性厭氧菌在無氧條件下降解有機污染物，主要用於處理高濃度難降解的有機工業廢水及有機污泥。主要構築物是消化池，近年來在這個領域有很大的發展，開創
了一系列的新型高效厭氧處理構築物，如厭氧濾池、厭氧轉盤、上流式厭氧污泥床、厭氧流化床等高效反應裝置，該法能耗低且能產生能量，污泥量少。

Ⅳ 定量構效關系的歷史發展是怎樣的

定量構效關系是在傳統構效關系的基礎上，結合物理化學中常用的經驗方程的數學方法出現的，其理論歷史可以追溯到1868年提出的Crum-Brown方程，該方程認為化合物的生理活性可以用化學結構的函數來表示，但是並未建立明確的函數模型。最早的可以實施的定量構效關系方法是美國波蒙拿學院的Hansch在1962年提出的Hansch方程。Hansch方程脫胎於1935年英國物理化學家哈密頓提出的哈密頓方程以及改進的塔夫托方程。哈密頓方程是一個計算取代苯甲酸解離常數的經驗方程，這個方程將取代苯甲酸解離常數的對數值與取代基團的電性參數建立了線性關系，塔夫托方程是在哈密頓方程的基礎上改進形成的計算脂肪族酯類化合物水解反應速率常數的經驗方程，它將速率常數的對數與電性參數和立體參數建立了線性關系。

Hansch方程在形式上與哈密頓方程和塔夫托方程非常接近，以生理活性物質的半數有效量作為活性參數，以分子的電性參數、立體參數和疏水參數作為線性回歸分析的變數，隨後，Hansch和日本訪問學者藤田稔夫等人一道改進了Hansch方程的數學模型，引入了指示變數、拋物線模型和雙線性模型等修正，使得方程的預測能力有所提高。

幾乎在Hansch方法發表的同時，Free等人發表了Free-Wilson方法，這種方法直接以分子結構作為變數對生理活性進行回歸分析。其在葯物化學中的應用范圍遠不如Hansch方法廣泛。Hansch方法、Free-Wilson方法等方法均是將分子作為一個整體考慮其性質，並不能細致地反應分子的三維結構與生理活性之間的關系，因而又被稱作二維定量構效關系

二維定量構效關系出現之後，在葯物化學領域產生了很大影響，人們對構效關系的認識從傳統的定性水平上升到定量水平。定量的結構活性關系也在一定程度上揭示了葯物分子與生物大分子結合的模式。在Hansch方法的指導下，人們成功地設計了諾氟沙星等喹諾酮類抗菌葯。

由於二維定量不能精確描述分子三維結構與生理活性之間的關系，1980年代前後人們開始探討基於分子構象的三維定量構效關系的可行性。1979年，Crippen提出「距離幾何學的3D-QSAR」；1980年Hopfinger等人提出「分子形狀分析方法」；1988年Cramer等人提出了「比較分子場方法」（CoMFA）。比較分子場方法一經提出便席捲葯物設計領域，成為應用最廣泛的基於定量構效關系的葯物設計方法；1990年代，又出現了在比較分子場方法基礎上改進的「比較分子相似性方法」以及在「距離幾何學的3D-QSAR」基礎上發展的「虛擬受體方法」等新的三維定量構效關系方法，但是老牌的CoMFA依然是使用最廣泛的定量構效關系方法。

Ⅵ 定量構效關系的結構參數

結構參數是構成定量構效關系的另一大要素，常見的結構參數有：疏水參數、電性參數、立體參數、幾何參數、拓撲參數、理化性質參數以及純粹的結構參數等
* 疏水參數：葯物在體內吸收和分布的過程與其疏水性密切相關，因而疏水性是影響葯物生理活性的一個重要性質，在二維定量構效關系中採用的疏水參數最常見的是脂水分配系數，其定義為分子在正辛醇與水中分配的比例，對於分子母環上的取代基，脂水分配系數的對數值具有加和性，可以通過簡單的代數計算獲得某一取代結構的疏水參數。
* 電性參數：二維定量構效關系中的電性參數直接繼承了哈密頓公式和塔夫托公式中的電性參數的定義，用以表徵取代基團對分子整體電子分配的影響，其數值對於取代基也具有加和性。
* 立體參數：立體參數可以表徵分子內部由於各個基團相互作用對葯效構象產生的影響以及對葯物和生物大分子結合模式產生的影響，常用的立體參數有塔夫托立體參數、摩爾折射率、范德華半徑等。
* 幾何參數：幾何參數是與分子構象相關的立體參數，因為這類參數常常在定量構效關系中占據一定地位，故而將其與立體參數分割考慮，常見的幾何參數有分子表面積、溶劑可及化表面積、分子體積、多維立體參數等
* 拓撲參數：在分子連接性方法中使用的結構參數，拓撲參數根據分子的拓撲結構將各個原子編碼，用形成的代碼來表徵分子結構。
* 理化性質參數：偶極矩、分子光譜數據、前線軌道能級、酸鹼解離常數等理化性質參數有時也用做結構參數參予定量構效關系研究
* 純粹的結構參數：在Free-Wilson方法中，使用純粹的結構參數，這種參數以某一特定結構的分子為參考標准，依照結構母環上功能基團的有無對分子結構進行編碼，進行回歸分析，為每一個功能基團計算出回歸系數，從而獲得定量構效關系模型。