定量构效方法研究水处理

Ⅰ 定量构效关系的Hansch方法

几乎在Hansch方法发表的同时，Free等人发表了Free-Wilson方法，这种方法直接以分子结构作为变量对生理活性进行回归分析。其在药物化学中的应用范围远不如Hansch方法广泛。Hansch方法、Free-Wilson方法等方法均是将分子作为一个整体考虑其性质，并不能细致地反应分子的三维结构与生理活性之间的关系，因而又被称作二维定量构效关系
二维定量构效关系出现之后，在药物化学领域产生了很大影响，人们对构效关系的认识从传统的定性水平上升到定量水平。定量的结构活性关系也在一定程度上揭示了药物分子与生物大分子结合的模式。在Hansch方法的指导下，人们成功地设计了诺氟沙星等喹诺酮类抗菌药。
由于二维定量不能精确描述分子三维结构与生理活性之间的关系，1980年代前后人们开始探讨基于分子构象的三维定量构效关系的可行性。1979年，Crippen提出“距离几何学的3D-QSAR”；1980年Hopfinger等人提出“分子形状分析方法”；1988年Cramer等人提出了“比较分子场方法”（CoMFA）。比较分子场方法一经提出便席卷药物设计领域，成为应用最广泛的基于定量构效关系的药物设计方法；1990年代，又出现了在比较分子场方法基础上改进的“比较分子相似性方法”以及在“距离几何学的3D-QSAR”基础上发展的“虚拟受体方法”等新的三维定量构效关系方法，但是老牌的CoMFA依然是使用最广泛的定量构效关系方法。

Ⅱ 定量构效关系的CoMFA&CoMSIA

CoMFA和CoMISA是应用最广泛的合理药物设计方法之一，这种方法认为，药物分子与受体间的相互作用取决于化合物周围分子场的差别，以定量化的分子场参数作为变量，对药物活性进行回归分析便可以反应药物与生物大分子之间的相互作用模式进而有选择地设计新药。
分子定位在一个方格中，作为探针的粒子在盒子中游走
比较分子场方法将具有相同结构母环的分子在空间中叠合，使其空间取向尽量一致，然后用一个探针粒子在分子周围的空间中游走，计算探针粒子与分子之间的相互作用，并记录下空间不同坐标中相互作用的能量值，从而获得分子场数据。不同的探针粒子可以探测分子周围不同性质的分子场，甲烷分子作为探针可以探测立体场，水分子作为探针可以探测疏水场，氢离子作为探针可以探测静电场等等，一些成熟的比较分子场程序可以提供数十种探针粒子供用户选择。
探针粒子探测得到的大量分子场信息作为自变量参与对分子生理活性数据的回归分析，由于分子场信息数据量很大，属于高维化学数据，因而在回归分析过程中必须采取数据降维措施，最常用的方式是偏最小二乘回归，此外主成分分析也用于数据的分析。

Ⅲ 简述定量构效关系方法中，线性模型和非线性模型的特点，二者谁的预测能力更好

这个还是比较好办。可以做两次回归，看哪个回归的效果好。如果线性回归的效果好，就选择线性模型作为研究模型，反之就选择非线性。 当然更好的办法是根据问题的性质来进行研究。例如，如果研究资本和劳动力对于经济增长的贡献，直接可以根据相关理论用非线性模型。不过这个题目也可以进一步线性化。有些非线性模型不好处理为线性的，可以用非线性回归。 以上为不成熟的想法，希望可以供你参考！

Ⅳ 污水处理都有哪些有效的方法

处理污水，首先要了解清楚污水的类型，污水的水质情况，以及污水的水量及处理要求。
针对于现阶段的污水处理，总结出以下几点方法。
1、物理法
物理法污水处理就是利用物理作用，分离污水中主要呈悬浮状态的污染物，在处理过程中不改变水的化学性质。
⑴沉淀(重力分离)
污水流入池内由于流速降低，污水中的固体物质在中立的作用下进行沉淀，而使固体物质与水分离。
这种工艺分离效果好，简单易行，应用广泛，如污水处理厂的沉砂池和沉淀池。沉砂池主要去除污水中密度较大的固体颗粒物，沉淀池则主要用于去除污水中大量的呈颗粒状的悬浮固体。
⑵筛选(截流)
利用筛滤介质截流污水中的悬浮物。属于砂滤处理的设备有格栅、微滤机、砂滤池、真空滤机、压滤机(后两种主要用于污泥脱水)等。
⑶气浮(上浮)
对一些相对密度接近于水的细微颗粒，因其自重难于在水中下沉或上浮，可采用气浮装置。此法将空气打入污水中，并使其以微小气泡的形势由水中析出，污水中密度

近于水的微小颗粒状污染杂质(如乳化油)黏附到气泡上，并随气泡升至水面，形成泡沫浮渣而去除。根据空气打入方式的不同，气浮设备有加压溶汽气浮法、叶轮气浮法和射流气浮法等。为提高气浮效果，有时需要向污水中投加混凝剂。
⑷离心与旋流分离
使含有悬浮固体或乳化油的污水，由于悬浮固体和废水的质量不同，受到的离心力也不同，质量大的悬浮固体被抛甩到污水外侧，这样就可使悬浮固体和污水分别通过各自的排出口排出设备之外，从而使污水得以净化。
2.化学法
污水的化学处理方法就是向污水投加化学物质，利用化学反应来分离回收污水中的污染物，或是其转化为无害物质。属于化学处理法的有以下几种。
⑴混凝法
混凝法是向污水中投加一定量的药剂，经过脱稳、架桥等反应过程，使污水中的污染物凝聚并沉降。水中呈胶体状态的污染物质通常带有负电荷，胶体颗粒之间互相排
斥形成稳定的混合液，若水中带有相反电荷的电解质(混凝剂)可使污水中的胶体颗粒改变为呈电中性，并在分子引力作用下，凝聚成大颗粒下沉。
⑵中和法
用化学方法消除污水中过量的酸和碱，使其pH值达到中性左右的过程称为中和法。处理含酸污水以碱作为中和剂，处理含碱污水以酸作为中和剂，也可以吹入含
CO2的烟道气进行中和。酸和碱均指无机酸和无机碱，一般依照“以废制废”的原则，亦可采用药剂中和处理，可以连续进行，也可间歇进行。
⑶氧化还原法
污水中呈溶解状态的有机物和无机物，在投加氧化剂和还原剂后，由于电子的迁移而发生氧化和还原作用形成无害的物质。常用的氧化剂有空气中的氧、纯氧、漂白
粉、臭氧、氯气等，氧化法多用于处理含氰含酚废水。常用的还原剂则有铁屑、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠等，还原法多用于处理含铬、含汞废水。
⑷电解法
在废水中插入电极并通过电流，则在阴极板上接受电子。在水的电解过程中，阳极上产生氧气，阴极上产生氢气。上述综合过程使阳极上发生氧化作用，在阴极上发生还原作用。目前电解法主要用于处理含铬及含氰废水。
⑸吸附法
污水吸附处理主要是利用固体物质表面对污水中污染物质的吸附，吸附可分为物理吸附和生物吸附等。
物理吸附是吸附剂和吸附质之间在分子力作用下产生的，不产生
化学变化，而化学吸附法则使吸附剂和吸附质在化学键力作用下起吸附作用的，因此化学吸附选择性较强。此外，在生物作用下也可产生生物吸附。在污水处理中常
用的吸附剂有活性炭、磺化煤、硅藻土、焦炭等。
⑹化学沉淀法
向污水中投加某种化学药剂，使它和某些溶解物质产生反应，生成难溶盐沉淀下来。多用于处理含重金属离子的工业废水。
⑺离子交换法
离子交换法在污水处理中应用较广。使用的离子交换剂分为无机离子交换法(天然沸石和合成沸石)、有机离子交换树脂(强酸性阳离子树脂、弱酸性阳离子树脂、强

碱性阴离子树脂、弱碱性阴离子树脂、鳌和树脂等)。采用离子交换法处理污水时，必须考虑树脂的选择性。树脂对各种离子的交换能力是不同的，这主要取决于各
种离子对该种树脂亲和力的大小，又称选择性的大小，另外还要考虑到树脂的再生方法等。
⑻膜分离法
渗析、电渗析、超滤、微滤、反渗透等通过一种特殊的半渗透膜分离水中的离子和分子的技术，统称为膜分离法。电渗析法主要用于水的脱盐，回收某些金属离子等。

反渗透作用主要是膜表面化学本性所起的作用，他分离的溶质粒径小，除盐率高，所需的工作压力大;超滤所用的材质和反渗透相同，但超滤是筛滤作用，分离溶质
粒径大，透水率高，除盐率低，工作压力小。
3、生物法
污水的生物膜法就是采取一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量增殖，以提高微生物氧化、分解有机污染物被降解并转化为无害物质，使污水得以净化。
生物处理法可分为好氧处理法和厌氧处理法两类。前者处理效率高，效果好，使用广泛，是生物处理的主要方法。属于生物处理法的工艺有以下几种。
⑴活性污泥法
是当前应用最广泛的一种生物处理技术。将空气连续鼓入含有大量溶解有机污染物的污水中，经过一段时间，水中既形成繁殖有大量好氧型微生物的絮凝体—活性污 泥，
活性污泥能够吸附水中的有机物，生活污水在活性污泥上的微生物以有机物为食料，获得能量，并不断省长增殖，有机物被分解、去除，使污水得以净化。

一般经曝气池处理的出水是含有大量活性污泥的污水—混合液，经沉淀分离，水被净化排放，沉淀分离后的污泥作为种泥，部分回流到曝气池。活性污泥法自出现以来，经过80多年的演变，出现了各种
活性污泥法的变法，但其原理和工艺过程没有根本性的改变。
(2)普通活性污泥法
这种方法已被广泛使用，是许多污水处理厂的常用工艺。传统活性污泥法是将污水和回流污泥从曝气池首段引入，呈推流式至曝气池末端流出，此法适用于处理要求高、水质较稳定的污水，但对负荷的变动适应性较弱，后来在此基础上产生了一些改良形式。
⑶多点进水法
为了使槽内有机负荷接近一定值，把污水从几个点分开流入，有利于解决超负荷问题。
⑷吸附再生法
接触槽内活化的活性污泥吸附污染物质，污泥与水分离后，在曝气槽内把吸附的污染物质进行氧化。该法有利于增加污水处理量，有一定的抗击冲击负荷能力。
⑸延时曝气法
污水在曝气池内延长曝气时间，有利于完全氧化，污泥量少，该法适用于小型污水处理厂。
⑹厌氧-缺氧
- 好氧活性污泥法
在常规活性污泥法去除有机污染物的同时，为了能有效的去除氮磷等营养物质，人们把厌氧、缺氧、好氧状况组合到活性污泥法中，使厌氧-缺氧-好氧状况在反应曝气池内同时存在或反复周期实现，形成了厌氧-缺氧-好氧活性污泥法。也有的工艺流程采用厌氧-好氧活性污泥法。
⑺间歇式活性污泥法
污水流至单一反应池中，按时间通过程序控制各过程。在反应池的一个工作周期，运行程序依次为进水、反应、沉淀、出水和待机等过程。该法适用于中小水量和出水水质较高的场合，有利于自动化控制;通过对运行的调整，该法也可进行除磷脱氮和化学处理，有利于污水回用。
近年来，SBR工艺发展很快，尤其随着仪表和自控技术与装备的发展，间歇式活性污泥法新工艺不断涌现，如CASS工艺、CAST工艺、IDEA工艺、MSBR工艺以及UNITANK工艺等。
⑻ AB法
该法是吸附降解工艺的简称，属超高负荷活性污泥法，它是两个活性污泥法的串联系统，两者各有独立的二次沉淀池。该法抗冲击负荷能力强，有利于除磷脱氮和化学处理，特别有利于处理浓度高、水质水量变化大的污水。
⑼氧化沟
氧化沟为连续环形曝气池，其池较长，深度较浅。氧化沟系统是一种成本低廉、构造简单易于维护管理的处理技术，其出水水质好，可进行脱氮，有利于延时曝气。
4、生物膜法
使污水连续流经固体填料，在填料上就能够形成污泥垢状的生物膜，生物膜上繁殖大量的微生物，吸附和降解水中的有机污染物，能起到与活性污泥同样的净化污水作
用。从填料上脱落下来死亡的生物膜随污水流入沉淀池，经沉淀池澄清净化。生物膜有多种处理构筑物，如生物滤料、生物转盘、生物接触氧化和生物流化床等。
⑴生物滤池
生物滤池是以土壤自净原理为依据发展起来的，滤池内有固定填料，污水流过时与滤料相接触，微生物在滤料表面形成生物膜。
净化污水装置由提供微生物生长息栖的 滤床、布水系统以及排水系统组成。生物滤池操作简单，费用低，适用于中小城镇和边远地区。生物滤池分为普通生物滤池、高负荷生物滤池和塔式生物滤池以及曝 气生物滤池等。
⑵生物转盘
通过传动装置驱动生物转盘以一定的速度在接触反应池内转动，交
替的与空气和污水接触，每一周期完成吸附-吸氧-氧化分解的过程，通过不断转动，使污水中的污染物不断分解氧化。生物转盘流程中除了生物转盘外，还有初次
和二次沉淀池。生物转盘的适应范围广泛，对生活污水和各种工业废水都能适用，同时生物转盘的动力消耗低，抗冲击负荷能力强，管理维护简便。
⑶生物接触氧化
在池内设填料，使已经充氧的污水浸没全部填料，填料上长满生物膜，污水与生物膜接触，水中的有机物被微生物吸附，氧化分解和转化成新的生物膜。从填料上脱落
的生物膜随水流到二沉池后被去除，污水得到净化。生物接触氧化法对冲击负荷有较强的适应能力，污泥产量少，可保证出水水质。
⑷生物流化床
采用相对密度大于1的细小惰性颗粒，如砂、焦炭、活性炭、陶粒等作为载体，微生物在载体表面附着生长，形成生物膜，充氧污水自上而下流动使载体处于流化状体，生物膜与污水充分接触。生物流化床处理效率高，能适应较大冲击负荷，占地小。
5、自然生物处理法
利用自然条件下生长繁殖的微生物来处理污水，形成水体-微生物-植物组成的生态系统，对污染物进行一系列的物理-化学和生物净化，可对污水中的营养物质充分

利用，有利于绿色植物生长，实现污水的资源化、无害化和稳定化。该法工艺简单，建设与运行费用都较低，效率高，是一种符合生态原理的污水处理方式，但容易

受自然条件影响，占地较大。主要有水生植物塘、水生动物塘、土地处理系统以及上述工艺组合系统。稳定塘是利用塘水中自然生长的微生物处理污水，而在塘中生
长的藻类的光合作用和大气氧作用向塘中供氧。在稳定塘内污水停留时间长，其生化过程和自然水体净化过程相似。稳定塘按其微生物反应类型
分为好氧塘、兼性塘、厌氧塘和曝气塘等。土地处理是以土地净化为核心，利用土壤的过滤截留、吸附、化学反应和沉淀及微生物的分解作用处理污水中的污染物，土地上生长的农作物可充分利用污水中的水分和营养物。如污水农田灌溉就是一种土地处理方式。
6、厌氧生物处理法
利用兼性厌氧菌在无氧条件下降解有机污染物，主要用于处理高浓度难降解的有机工业废水及有机污泥。主要构筑物是消化池，近年来在这个领域有很大的发展，开创
了一系列的新型高效厌氧处理构筑物，如厌氧滤池、厌氧转盘、上流式厌氧污泥床、厌氧流化床等高效反应装置，该法能耗低且能产生能量，污泥量少。

Ⅳ 定量构效关系的历史发展是怎样的

定量构效关系是在传统构效关系的基础上，结合物理化学中常用的经验方程的数学方法出现的，其理论历史可以追溯到1868年提出的Crum-Brown方程，该方程认为化合物的生理活性可以用化学结构的函数来表示，但是并未建立明确的函数模型。最早的可以实施的定量构效关系方法是美国波蒙拿学院的Hansch在1962年提出的Hansch方程。Hansch方程脱胎于1935年英国物理化学家哈密顿提出的哈密顿方程以及改进的塔夫托方程。哈密顿方程是一个计算取代苯甲酸解离常数的经验方程，这个方程将取代苯甲酸解离常数的对数值与取代基团的电性参数建立了线性关系，塔夫托方程是在哈密顿方程的基础上改进形成的计算脂肪族酯类化合物水解反应速率常数的经验方程，它将速率常数的对数与电性参数和立体参数建立了线性关系。

Hansch方程在形式上与哈密顿方程和塔夫托方程非常接近，以生理活性物质的半数有效量作为活性参数，以分子的电性参数、立体参数和疏水参数作为线性回归分析的变量，随后，Hansch和日本访问学者藤田稔夫等人一道改进了Hansch方程的数学模型，引入了指示变量、抛物线模型和双线性模型等修正，使得方程的预测能力有所提高。

几乎在Hansch方法发表的同时，Free等人发表了Free-Wilson方法，这种方法直接以分子结构作为变量对生理活性进行回归分析。其在药物化学中的应用范围远不如Hansch方法广泛。Hansch方法、Free-Wilson方法等方法均是将分子作为一个整体考虑其性质，并不能细致地反应分子的三维结构与生理活性之间的关系，因而又被称作二维定量构效关系

二维定量构效关系出现之后，在药物化学领域产生了很大影响，人们对构效关系的认识从传统的定性水平上升到定量水平。定量的结构活性关系也在一定程度上揭示了药物分子与生物大分子结合的模式。在Hansch方法的指导下，人们成功地设计了诺氟沙星等喹诺酮类抗菌药。

由于二维定量不能精确描述分子三维结构与生理活性之间的关系，1980年代前后人们开始探讨基于分子构象的三维定量构效关系的可行性。1979年，Crippen提出“距离几何学的3D-QSAR”；1980年Hopfinger等人提出“分子形状分析方法”；1988年Cramer等人提出了“比较分子场方法”（CoMFA）。比较分子场方法一经提出便席卷药物设计领域，成为应用最广泛的基于定量构效关系的药物设计方法；1990年代，又出现了在比较分子场方法基础上改进的“比较分子相似性方法”以及在“距离几何学的3D-QSAR”基础上发展的“虚拟受体方法”等新的三维定量构效关系方法，但是老牌的CoMFA依然是使用最广泛的定量构效关系方法。

Ⅵ 定量构效关系的结构参数

结构参数是构成定量构效关系的另一大要素，常见的结构参数有：疏水参数、电性参数、立体参数、几何参数、拓扑参数、理化性质参数以及纯粹的结构参数等
* 疏水参数：药物在体内吸收和分布的过程与其疏水性密切相关，因而疏水性是影响药物生理活性的一个重要性质，在二维定量构效关系中采用的疏水参数最常见的是脂水分配系数，其定义为分子在正辛醇与水中分配的比例，对于分子母环上的取代基，脂水分配系数的对数值具有加和性，可以通过简单的代数计算获得某一取代结构的疏水参数。
* 电性参数：二维定量构效关系中的电性参数直接继承了哈密顿公式和塔夫托公式中的电性参数的定义，用以表征取代基团对分子整体电子分配的影响，其数值对于取代基也具有加和性。
* 立体参数：立体参数可以表征分子内部由于各个基团相互作用对药效构象产生的影响以及对药物和生物大分子结合模式产生的影响，常用的立体参数有塔夫托立体参数、摩尔折射率、范德华半径等。
* 几何参数：几何参数是与分子构象相关的立体参数，因为这类参数常常在定量构效关系中占据一定地位，故而将其与立体参数分割考虑，常见的几何参数有分子表面积、溶剂可及化表面积、分子体积、多维立体参数等
* 拓扑参数：在分子连接性方法中使用的结构参数，拓扑参数根据分子的拓扑结构将各个原子编码，用形成的代码来表征分子结构。
* 理化性质参数：偶极矩、分子光谱数据、前线轨道能级、酸碱解离常数等理化性质参数有时也用做结构参数参予定量构效关系研究
* 纯粹的结构参数：在Free-Wilson方法中，使用纯粹的结构参数，这种参数以某一特定结构的分子为参考标准，依照结构母环上功能基团的有无对分子结构进行编码，进行回归分析，为每一个功能基团计算出回归系数，从而获得定量构效关系模型。