Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
| Τίτλος: |
WSO–SVM-based optimization of low-carbon composite flocculant and its microstructural mechanism for engineering waste slurry dewatering. |
| Συγγραφείς: |
Zhu, Jianfeng1 (AUTHOR), Jin, Jiayu1 (AUTHOR), Ju, Luying1 (AUTHOR) juluying@zust.edu.cn, Xia, Yaning1,2 (AUTHOR), Zou, Yucheng1 (AUTHOR), Yang, Hao3 (AUTHOR), Xu, Riqing4 (AUTHOR) |
| Πηγή: |
Canadian Geotechnical Journal. 8/27/2026, Vol. 63, p1-25. 25p. |
| Θεματικοί όροι: |
*Flocculants, *Optimization algorithms, *Support vector machines, *Microstructure, *Calcium carbide, *Polyacrylamide, *Sedimentation & deposition |
| Abstract (English): |
To mitigate land occupation and environmental contamination from stockpiled engineering waste slurries (EWS) in coastal areas—while advancing low-carbon and circular economy goals—a novel composite flocculant (FCC) was developed and optimized via the White Shark Optimization (WSO)–support vector machine (SVM) hybrid algorithm to enhance EDS dewatering efficiency. Its mechanism was systematically elucidated using settling column tests, zeta potential measurements, and multi-scale microscopic characterizations (XRD, XRF, SEM, EDS, and MIP), complemented by sensitivity analysis of water type, temperature, and soil texture on flocculation-sedimentation behavior. Settling tests confirmed FCC—formulated with calcium carbide residue (CCR, an industrial by-product) and cationic polyacrylamide (CPAM)—exhibits an optimal mass ratio of 0.149:0.051 via WSO–SVM optimization. At the optimal FCC dosage of 0.2%, the settling rate (δ) reaches 3.611 × 10−3 mm/s, representing a 10.67% and 8.80% increase compared to CPAM and CCR alone, respectively. Increasing temperature from 10 to 30 °C enhances δ by approximately 15.6%. Benefiting from synergistic electrostatic neutralization and adsorption bridging, FCC reduces the absolute zeta potential of EWS more effectively than single-component (CCR/CPAM) or untreated EWS. No new mineral phases form, but FCC enriches atomic concentrations of C, O, Ca, Al, and Fe, loosens EWS microstructure, and facilitates formation of coarser particles and pores. Dewatering efficiency follows deionized water > tap water > seawater (inhibited by high ionic content), with elevated temperature enhancing performance via improved molecular mobility. For EWS, sedimentation velocity, dewatering rate, and post-flocculation moisture content are strongly correlated with median particle size (D50), providing guidance for engineering application. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Abstract (French): |
Afin de réduire l'occupation des sols et la contamination environnementale causées par le stockage des boues de déchets d'ingénierie (EWS) dans les zones côtières, tout en favorisant les objectifs de réduction des émissions de carbone et d'économie circulaire, un nouveau floculant composite (FCC) a été mis au point et optimisé au moyen d'un algorithme hybride d'optimisation par requin blanc (WSO) et de machine à vecteurs de support (SVM) afin d'améliorer l'efficacité de la déshydratation des EWS. Son mécanisme d'action a été étudié de manière systématique au moyen d'essais de décantation en colonne, de mesures du potentiel zêta et de caractérisations microscopiques multiéchelles (DRX, XRF, MEB, EDS, MIP), complétées par une analyse de sensibilité portant sur le type d'eau, la température et la texture du sol quant au comportement de floculation et de sédimentation. Les essais de décantation ont confirmé que le FCC, formulé à partir de résidus de carbure de calcium (CCR, un sous-produit industriel) et de polyacrylamide cationique (CPAM), présente un rapport massique optimal de 0,149:0,051 déterminé par optimisation WSO–SVM. À la teneur optimale en FCC de 0,2 %, la vitesse de sédimentation (δ) atteint 3,611 × 10−3 mm/s, soit une augmentation de 10,67 % et de 8,80 % par rapport au CPAM seul et au CCR seul, respectivement. Une augmentation de la température de 10 °C à 30 °C accroît δ d'environ 15,6 %. Grâce aux effets synergiques de neutralisation électrostatique et de pontage par adsorption, le FCC réduit plus efficacement la valeur absolue du potentiel zêta des EWS que les traitements à un seul composant (CCR ou CPAM) ou l'absence de traitement. Aucune nouvelle phase minérale n'est formée; toutefois, le FCC augmente les concentrations atomiques de C, O, Ca, Al et Fe, assouplit la microstructure des EWS et favorise la formation de particules et de pores plus grossiers. L'efficacité de la déshydratation suit l'ordre suivant : eau déionisée > eau du robinet > eau de mer (où la forte teneur en ions exerce un effet inhibiteur), tandis qu'une température plus élevée améliore les performances grâce à une mobilité moléculaire accrue. Pour les EWS, la vitesse de sédimentation, le taux de déshydratation et la teneur en eau après floculation sont fortement corrélés au diamètre médian des particules (D50), fournissant des indications utiles pour les applications en génie. [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
| Βάση Δεδομένων: |
Academic Search Index |