低温等离子体降解芳烃和烷烃类VOCs的对比研究

低温等离子体是一种能有效降解挥发性有机化合物(VOCs)的新技术。在降解过程中,由于有机气体分子结构的不同,降解效率出现差异。为了研究分子结构对低温等离子体降解VOCs的影响,以苯、甲苯、二甲苯、戊烷、正己烷和环己烷6种VOCs作为实验对象,分析比较了电离能、氢含量和沸点对闭环芳香烃和开链烷烃降解的影响。实验结果表明:1)电离能是影响芳烃和烷烃2类VOCs降解效率的重要参数,电离能越大,降解效率越低; 2)氢含量由于受到单键数量的影响,对于芳香烃,氢含量越大,降解效率越高,而对烷烃来说则相反; 3)沸点也是影响这2类VOCs降解的一个相关因素,随着沸点增大,其降解效率也增大。     

不同底物种类对厌氧发酵产氢的影响

在批式培养试验中以人工配置的废水为原料,以厌氧消化污泥作为天然产氢菌源,通过厌氧生物发酵制备生物氢气,研究了不同底物葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、木糖、乳糖对产氢能力的影响,以及生物制氢发酵过程中液相组成的变化,并对产氢动力学和细菌生长动力学进行了分析.结果表明,5种底物中最佳的底物是葡萄糖,氢气含量、累积产氢量和氢气产量最高可达到49.52%、67.21 L/mol、3.23 mol/mol.发酵产氢代谢产物以丁酸和乙酸为主,乙酸的含量占到26.76%～40.49%,丁酸的含量占到37.60%-58.07%.并含有部分丙酸和乙醇,属于丁酸型发酵.丁酸/乙酸比值可作为衡量氢气产生效率的一个指标,比值越大产氢量越高.实验中氧化还原电位均在-300 mV以下,以厌氧为主.Gompertz模型能够很好地拟合其产氢过程和产氢菌生长过程.     

飞机起落架支柱固定螺栓环境氢脆断裂研究

某飞机起落架缓冲支柱固定螺栓长期使用后断裂.为了确定该螺栓断裂的原因,对断裂螺栓进行了外观检查,断口宏观、微观分析,能谱仪成分分析,金相组织检查、硬度检测以及氢含量测定,结果表明:断裂螺栓的断口具有氢脆断裂特征,其断裂失效性质为环境氢脆断裂;飞机服役期间,螺栓保护不良,致使环境对螺栓造成了腐蚀,腐蚀产生的氢进入螺栓是导致螺栓产生环境氢脆裂纹的根本原因.对螺栓进行保护可有效地避免该类故障的重复发生.     

大气氢氟碳化物采样分析和质量控制方法研究

用自组装采样系统冲洗双口不锈钢采样罐,并采集大气样品至1.36×105 Pa,在实验室利用自组装气相色谱-质谱联用(GC-MS)系统分析样品,对6种主要氢氟碳化物(HFCs)分析精度为0.24%~1.02%.空白实验表明,采样-分析过程未引入污染.通过压力-体积曲线对进样压力变化的影响进行了校正.回收率实验及存储实验表明,6种HFCs回收率范围为99.5%~100.4%,存储112d内HFCs浓度没有显著变化.在北京上甸子区域大气本底站采集80m梯度塔顶大气样品并分析,2个串联采样罐HFCs浓度差值范围为0.04×10-12~0.16×10-12.采样分析与同期该站GC-MS在线观测系统获得的HFCs浓度差值范围为-0.17×10-12~-0.86×10-12.本研究建立的采样-分析-质量控制方法和流程适用于大气中HFCs高精度观测.     

二价铁离子对UASB反应器厌氧发酵产氢效能的影响

金属离子Fe2+在生物产氢机制中起着重要作用.以红糖为底物,研究了Fe2+在0～1 650 mg·L-1范围内对UASB发酵产氢效能的影响.结果表明,适当浓度的二价铁离子对产氢具有一定的促进作用.当Fe2+浓度为0～450 mg·L-1时,发酵产气量及其氢气含量都随着Fe2+浓度的增加而增加;且当Fe2+浓度为450 mg·L-1时,获得最大生物气体积为17.72 L,较空白组提高了40.75%,此时氢气含量60.01%.而当外加的Fe2+浓度大于450 mg·L-1时,则开始呈下降趋势.因此,Fe2+可以成为调控发酵制氢的工程措施之一.     

厌氧条件下序批式间歇反应系统与完全混合反应系统对氢分压的影响

研究了在厌氧条件下以葡萄糖为基质的序批式间歇反应系统(ASBR)与完全混合反应系统(CSTR)中氢分压的变化.结果表明,在完全混合反应系统中,微生物中糖原含量保持在142.52mg.g-1(以VSS计),氢分压稳定在291.3Pa,最大氢利用速率为0.703g.g-.1d-1.在序批间歇反应系统中,当进水结束时,50.17%的葡萄糖转化为糖原储存在细胞体内,氢分压达到最大为14.3Pa;当反应结束时,微生物细胞中储存的糖原被完全代谢,氢分压降至最低,为3.5Pa,反应器中污泥最大氢利用速率为1.719g.g-.1d-1.序批式反应器氢利用速率较大及糖原储存的存在,降低了系统的氢分压,保证了厌氧系统的高效、稳定的运行.     

Ⅲ型储氢气瓶内胆6061-T6铝合金的氢致损伤研究进展

基于在多次循环充、放氢过程中,Ⅲ型储氢气瓶6061-T6铝合金内胆内部结构中渗入氢,从而导致性能衰减,影响气瓶服役安全可靠性,文中从氢渗透损伤、高压气体渗氢、溶液渗氢等几个方面综述了国内外开展包括6061铝在内的铝及铝合金中氢渗透行为及对铝合金拉伸力学性能、疲劳性能的影响的研究进展.简述了采用高压气体渗氢及溶液渗氢开展氢致损伤机理研究的优缺点.最后提出相比于高压气体渗氢,溶液渗氢在合金氢渗入量及渗氢效率上具有优势,且工艺简单,建议在开展Ⅲ型储氢气瓶氢致损伤机理及可靠性评价研究时采用.     

厌氧发酵生物制氢微生物及工艺开发的研究进展

厌氧发酵生物制氢在国内外受到了普遍关注,如何确保稳定、持续、高效的产氢率成为生物制氢研究的关键问题所在.本文在查阅国内外大量文献的基础上,重点介绍了产氢发酵微生物、产氢菌种的构建、产氢反应器及厌氧发酵产氢工艺的最新研究状况.同时,就两相循环高温氢/甲烷发酵工艺的进一步发展前景提出了建议.     

发酵罐批式半连续培养发酵制氢试验探索

在10 L的发酵罐中,按照糖蜜的主要成分配制发酵培养基,考察和分析了批式、半连续发酵方式下,环境因素对固定化陶粒中厌氧菌发酵产氢的影响。结果表明,批式发酵产氢以糖蜜为底物的产氢得率、氢浓度和产氢速率分别为1.40 mol/mol蔗糖,53%和240 mL/(L.h)。可以在工业制氢中作为糖蜜快速发酵制氢的方法。     

固体废物厌氧暗发酵生物产氢技术进展

文章总结了固体废物厌氧发酵生物产氢技术进展,包括产氢废物种类、暗发酵生物制氢方向、微生物培养、生物工艺条件以及一些新近研究成果。暗发酵产氢速率快。联合式暗发酵—光发酵是生物产氢工艺中较有前途的方法。富含碳水化合物的有机废物,诸如纤维素与淀粉含量高的农业与食品垃圾以及食品废水,例如奶酪乳与橄榄加工厂以及面包发酵废水等,都可以采用合适的生物工艺技术产氢。     

弹药殉爆试验与反应等级评估探讨

目的获取弹药在殉爆情况下发生反应的特征行为,为不敏感弹药的评定以及弹药安全性的评估提供技术支撑。方法参照北约STANAG4396标准,开展某型弹药殉爆试验。采用超压测量、见证板变形破坏情况观测、破片速度测量等传统测试方法,结合先进的激光干涉测速技术(Photonic Doppler Velocimetry—PDV)测量被发弹药及主发弹药反应后壳体膨胀速度。结果被发弹药侧见证板比主发弹药侧见证板产生了更严重的变形。11 m和14 m处超压测量结果分别达到306 kPa和177 kPa,与两枚弹药爆轰后产生的超压相当。被发弹药和主发弹药的壳体膨胀速度相当,达到约3500 m/s。结论在试验条件下,被发弹药发生了爆轰反应,该弹药不属于不敏感弹药。在殉爆试验中,主发弹药和被发弹药的壳体膨胀速度可作为判断被发弹药反应等级的关键参量。     

CaO对城市生活垃圾原位水蒸气气化制备富氢燃气的影响

为高效资源化利用城市生活垃圾,提出了一种城市生活垃圾原位水蒸气气化制备富氢燃气方法. 在城市生活垃圾原位水蒸气气化过程中添加CaO,对CO₂进行高温吸收,促进H₂产生. 考察了n(Ca)/n(C)(CaO与垃圾原料中碳元素的摩尔比)、反应温度及垃圾含水率等因素对H₂产率以及气化特性的影响. 结果表明:随着n(Ca)/n(C)由0增至1.5,φ(H₂)和H₂产率(以w计)分别由25.89%、10.86g/kg增至45.90%、31.56g/kg;水蒸气的引入提高了CaO的碳酸化反应活性,促进了H₂的产生,但当含水率高于39.45%时,则会降低产气品质;反应温度高于750℃时,虽能强化城市生活垃圾、焦油的热分解等反应产生更多的H₂,但不利于CaO的碳酸化反应,最佳的操作温度为700～750℃;对固体残留物进行XRD和SEM分析可知,反应温度高于750℃会降低CaO的活性,不利于CaO对CO₂的吸收. 以CaO为添加剂的城市生活垃圾原位水蒸气气化制备富氢燃气是一种有效的城市生活垃圾资源化利用方式.      

气体分离循环对高温厌氧消化过程的影响

采用厌氧序批式反应器,研究了气体循环(包括气体直接循环和脱除气体中的氢气后循环)对以葡萄糖和乙酸钠配制的模拟废水在高温厌氧消化过程中乙酸代谢速率、出水性质及微生物相的影响,并采用尺寸排除色谱和三维荧光光谱技术,对溶解性微生物产物(SMP)的分子量分布和荧光物质组成进行了分析.结果显示,气体循环使得出水中残余挥发性脂肪酸的浓度由238.2mg/L(未脱氢)和129.6mg/L(脱氢)分别减少至8.5mg/L和8.2mg/L,并最终降低了SMP产量,45d时分别降至气体循环前的36.8%和59.2%.脱氢气体循环促进了乙酸化和乙酸氧化,导致了微生态环境和甲烷化基质浓度的差异,促进了高分子量SMP向低分子量SMP的转化,污泥中的微生物形态亦发生了较大变化.可见气体循环改善了基质与微生物的混合状况,改善了出水水质,而脱氢气体循环加速了乙酸的代谢,有望更快速地解除易降解有机物高温厌氧消化过程中的酸抑制,提高厌氧消化效率.     

长庆油田原油集输系统H2S次生机理分析

H2S是一种剧毒气体,就石油行业而言,H2S气体分布广泛,对员工和居民的生命安全、人体健康危害极大.本文通过对长庆油田6条典型原油集输系统进行取样,经H2S含量测试、离子环境分析、微生物群落演替规律研究,探讨了油田原油集输系统H2S的分布规律、微生物群落分布特征及次生机理,经DNA等生命科学手段分析出15种微生物种群,...     

蜡样芽孢杆菌中甲酸脱氢酶基因产氢研究

通过基因筛选,成功分离并克隆到蜡样芽胞杆菌XN12（Bacillus cereus XN12）的甲酸脱氢酶基因fdhF（formate dehydrogenase）,该基因全长2937bp,GC含量39.3%,编码978个氨基酸,与已报道的蜡样芽孢杆菌Q1的fdhF基因（GenBank No.CP000227.1）同源性达到100%.将其连接在表达载体pET32a上并融合His标签,构建了重组质粒pET32a-FDHF-His,转入大肠杆菌BL21（Escherichia coli BL21）后获得了高效表达.重组菌株经IPTG诱导后经WesternBlot分析表明,重组蛋白分子量约为108kDa.通过对重组菌株产氢性能试验表明,重组菌对提高产氢率具有一定促进作用,产氢量为每消耗1mol的葡萄糖和甲酸盐分别能产生0.73mol和0.20mol的氢气.     

Biological removal of air loaded with a hydrogen sulfide and ammonia mixture

The nuisance impact of air pollutant emissions from wastewater pumping stations is a major issue of concern to China. Hydrogen sulfide and ammonia are commonly the primary odor and are important targets for removal. An alternative control technology, biofiltration, was studied. The aim of this study is to investigate the potential of unit systems packed with compost in terms of ammonia and hydrogen sulfide emissions treatment, and to establish optimal operating conditions for a full-scale conceptual design. The laboratory scale biofilter packed with compost was continuously supplied with hydrogen sulfide and ammonia gas mixtures. A volumetric load of less than 150 gH2S/(m^3.d) and 230 gNH3/(m^3.d) was applied for about fifteen weeks. Hydrogen sulfide and ammonia elimination occurred in the biofilter simultaneously. The removal efficiency, removal capacity and removal kinetics in the biofilter were studied. The hydrogen sulfide removal efficiency reached was very high above 99%, and ammonia removal efficiency was about 80%. Hydrogen sulfide was oxidized into sulphate. The ammonia oxidation products were nitrite and nitrate. Ammonia in the biofilter was mainly removed by adsorption onto the carrier material and by absorption into the water fraction of the carrier material. High percentages of hydrogen sulfide or ammonia were oxidized in the first section of the column. Through kinetics analysis, the presence of ammonia did not hinder the hydrogen sulfide removal. According to the relationship between pressure drop and gas velocity for the biofilter and Reynolds number, non-Darcy flow can be assumed to represent the flow in the medium.     

Effects of thermally pretreated temperature on bio-hydrogen production from sewage sludge

Hydrogen can be obtained by anaerobic fermentation of sewage sludge. Therefore, in this paper the effects of thermally pretreated temperatures on hydrogen production from sewage sludge were investigated under different pre-treatment conditions. In the thermal pretreatment, some microbial matters of sludge were converted into soluble matters from insoluble ones. As a result, the suspended solid（SS） and volatile suspended solid（VSS） of sludge decreased and the concentration of soluble COD（SCOD） increased, including soluble carbohydrates and proteins. The experimental results showed that all of those pretreated sludge could produce hydrogen by anaerobic fermentation and the hydrogen yields under the temperatures of 121℃ and 50℃ were 12.23 ml/g VS（most） and 1.17 ml/g VS （least）, respectively. It illuminated that the hydrogen yield of sludge was affected by the thermally pretreated temperatures. Additionally, the endurance of high hydrogen yield depended on the translation of microbial matters and inhibition of methanogens in the sludge. The temperatures of 100℃ and 121℃ （treated time, 30 min） could kill or inhibit completely the methanogens while the others could not. To produce hydrogen and save energy, 100℃ was chosen as the optimal temperature for thermal pretrcatment. The composition changes in liquid phase in the fermentation process were also discussed. The SCOD of sludge increased, which was affected by the pretreatment temperature. The production of volatile fatty acids in the anaerobic fermentation increased with the pretreatment temperature.     

有机废弃物氢发酵制备生物氢气的研究

在批式培养实验中以有机废弃物为原料,通过厌氧生物发酵制备生物氢气研究了菌种来源、有机废弃物种类对产氢能力的影响,以及生物氢发酵过程中液相组成的变化以活性污泥为菌种来源,以淀粉为底物,在30L改进的UASB反应器中进行了放大实验,生物气中氢气浓度达40%～51%,CO₂浓度为49%～60%,且没有检测到甲烷气体,生物气经碱液吸收后氢气纯度大于97%持续产氢时间超过120d.     

一种制导弹药电子部件可靠性预计方法

目的综合考虑制导弹药全寿命各种应力的大小及作用时间,预计制导弹药电子部件的可靠性。方法把一般电子设备可靠性预计方法引入制导弹药,对运输和储存环境、发射使用环境,分别选用不工作和工作状态的预计方法。结果储存10~15年的条件下,可靠度在0.895~0.91之间。结论汇总所有电子元器件预计结果,储存10~15年,电子部件仍满足使用要求。     

发酵生物制氢反应器的产氢菌生物强化作用研究

将发酵产氢菌Ethanoligenens sp. B49投加到连续流搅拌槽式反应器（CSTR）的活性污泥中,以糖蜜废水为底物,进行强化活性污泥产氢效能的研究.对生物强化前和生物强化后反应系统的产氢能力、发酵产物组成和pH值进行了对比分析.结果表明,在COD容积负荷为12 kg/(m³·d)条件下,投加产氢菌可显著提高反应系统的产氢能力并改善发酵产物组成.反应系统的比产氢速率从强化前的3.6 mmol/(kg·d)提高到强化后的5.7 mmol/(kg·d),是生物强化前的1.5倍.生物强化前,反应系统液相发酵产物乙醇、乙酸和丙酸的平均浓度分别为6.8、 5.3和4.8　mmol/L,生物强化后乙醇、乙酸和丙酸的平均浓度分别为10.5、 7.5和1.7 mmol/L,其中乙醇型发酵目的产物乙醇和乙酸在总发酵产物中的比例从生物强化前的72.0%提高为强化后的86.8%.生物强化作用使出水pH值从4.5～4.7下降为4.3.产氢菌的生物强化作用有助于反应器在低负荷运行期迅速形成产氢能力较高的乙醇型发酵.