基于电场控制的SMP与EPS分布和迁移

将微生物燃料电池（MFC）与膜生物反应器（MBR）进行耦合,构建了MFC-MBR一体化系统。基于MFC-MBR一体化系统,研究分析了MFC微电场对MBR膜组件周围溶解性微生物代谢产物（SMP）和胞外聚合物（EPS）的分布和迁移的影响。研究结果表明:MFC-MBR一体化系统可提供的最大输出电压为0.78 V。在此电场作用下,MBR的跨膜压差（TMP）达到30 kPa所需时间为14 d,比无外加电场所用时间长6 d。与此同时,扫描电镜显示:在长期运行后,有电场情况下,膜表面覆盖物较无电场少。通过对MBR膜组件周围SMP与EPS进行检测分析,发现在外加电场作用下,SMP与松散胞外聚合物（LB-EPS）会远离膜组件,其浓度会随着与膜组件距离的增加而增大;而紧密胞外聚合物（TB-EPS）不受电场影响,呈均匀分布状态。此外,SMP与LB-EPS在微电场作用下能够进行远离MBR膜表面的定向移动,从而可以有效减缓MBR膜污染,为MBR降低运行成本提供参考。     

不同光照和磷水平下两种沉水植物磷富集和钙磷含量的比较

沉水植物光合作用形成的微环境有利于水体中钙和磷形成CaCO₃-P共沉淀,将水体磷迁移到基质,避免植物腐烂后的二次污染.但沉水植物形成CaCO₃-P共沉淀的能力依赖植物种类和环境条件.本研究以菹草和粉绿狐尾藻为研究对象,设置无机添加磷质量浓度（0、0.2和2mg·L^-1）和光照强度[66 μmol·（m²·s）^-1和110 μmol·（m²·s）^-1]两个变量,测定其培养一周后植物相对生长速率、植株总磷、植株灰分磷和钙磷的含量,以比较不同植物富集水体磷的实际能力和植物腐败后对水体磷增加的影响.结果表明：①菹草在各种培养条件下的相对生长速率显著高于粉绿狐尾藻,在外源性磷质量浓度为2mg·L^-1和光照强度为66 μmol·（m²·s）^-1时,相对生长速率达到最大;②无机磷添加显著影响了两种植物的灰分总磷（菹草95.681%和粉绿狐尾藻85.432%）,2种沉水植物灰分磷中Ca-P含量最高值均出现在高磷水平;③菹草的干重磷在各种处理下都低于粉绿狐尾藻,但是灰分总磷和Ca-P在高磷水平大于粉绿狐尾藻.结果表明,菹草、粉绿狐尾藻在生长期间均能有效吸收磷,但2mg·L^-1质量浓度下菹草对水体磷的实际去除能力大于粉绿狐尾藻.     

碱和磁复合改性小麦秸秆生物炭对水体中镉的吸附特性及机制

通过对小麦秸秆生物炭(BC)进行碱和磁复合改性得到改性小麦秸秆生物炭(FKC),在SEM-EDS、 BET、 FT-IR、 XRD和VSM等表征的基础上,研究了FKC对水中Cd~(2+)的吸附特性及温度、pH值和投加量等对吸附特性的影响,探讨了碱和磁复合改性提高小麦秸秆生物炭吸附Cd~(2+)性能的机制.结果表明,与BC相比,KFC结构疏松多孔,表面积增加了19.11倍,O—H、■等芳香族和含氧官能团数量增多,并且出现新的官能团Fe—O. FKC具有磁性,其磁化强度为8.43 emu·g~(-1),能够回收重复使用. FKC对Cd~(2+)的吸附更符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,表明其主要以化学吸附为主,FKC的理论最大平衡吸附量为23.44mg·g~(-1),是BC的1.47倍. FKC对Cd~(2+)的吸附是自发的吸热过程.在pH为2～8范围内,随pH的升高FKC的吸附能力逐渐提高.生物炭的投加量为10 g·L~(-1)较好.经3次"吸附-解吸-再吸附"循环后,FKC对Cd~(2+)的吸附量仍达到17.71mg·g~(-1),表明其有良好的重复利用性.该研究结果可为碱和磁复合改性小麦秸杆生物炭应用于Cd污染废水处理提供理论指导.     

热带雨林环境霉菌试验菌种筛选研究

目的 研究西双版纳热带雨林环境空气中的优势菌种和装备上的敏感菌种,为热带雨林环境霉菌试验的菌种筛选提供参考。方法 采用撞击法采集西双版纳试验站空气中的菌种,同时挑取试验站内正在进行环境试验的装备上生长的霉菌,通过纯化、鉴定、分析得到西双版纳热带雨林环境优势菌种和装备上的敏感菌种。结果 获得热带雨林环境优势菌种12株,装备材料上的敏感菌种10株。结论 根据霉菌对纤维、塑料、皮革、橡胶和纺织品的影响,筛选出6株优势菌种结合10株敏感菌种作为装备霉菌试验添加菌种。     

2450MHz电磁波污泥脱水过程中的温度效应

采用2450MHz电磁波进行污泥脱水,研究电磁波加载过程中污泥温度变化对于剩余污泥性质和溶出效应的影响.研究发现,经电磁波加载后,污泥的容积指数（SVI）随着温度的升高而降低,在温度为80℃时由原泥的130.73mL/g降至最低值95.25mL/g,污泥沉降性能得到改善;经电磁波加载后,污泥离心含水率也随着温度的升高持续降低,最低降到80℃时的93.52%;污泥的毛细吸水时间（CST）在60℃时由原泥的29.4s降至最低值23.2s,污泥比阻（SRF）始终高于初始值,说明电磁波的加载一定程度上可以改善剩余污泥的离心脱水和板框压滤脱水效果,但不利于剩余污泥的真空抽滤.在电磁波加载过程中,检测污泥胞外聚合物（EPS）及上清液中可溶性化学需氧量（SCOD）的含量,发现污泥温度升高有利于污泥胞内物质的溶出.在80℃时,污泥上清液中SCOD含量由初始的124.1mg/L增大到883.4mg/L;同时也发现,温度高于60℃后,污泥中微生物细胞破壁更明显,污泥EPS含量随之发生变化,对污泥脱水性能的影响更加显著.     

铁碳微电解处理染料污水的影响因素筛选与优化

为提高铁碳微电解处理染料废水中COD_Cr去除率,将Plackett-Burman和Box-Behnken试验设计方法相结合应用于废水处理条件的筛选与优化. Plackett-Burman设计试验结果表明:铁碳比(体积比)、反应时间和曝气量是影响铁碳微电解处理染料废水COD_Cr去除率的3个关键性因素. Box-Behnken试验设计方法和三维响应面分析表明,铁碳微电解处理染料废水对COD_Cr去除率的最优化操作条件是铁碳比为3∶2、反应时间为120 min、曝气量为40 L/min. 在该优化条件下,当ρ(COD_Cr)在1 000~10 000 mg/L之间变化时,COD_Cr去除率的试验结果均落在模型预测结果的95%置信区间(75.5%~83.3%)内,说明模型能对铁碳微电解处理结果进行良好的预测,因此具有一定的可信度.      

压缩天然气(CNG)加气站安全监控系统

根据国家科技攻关课题的研究成果以及国家有关法律法规要求,结合加气站安全生产工作的实际需要,辩识与分析CNG加气站的常见危险有害因素;统计与分析近几年加气站事故;采用事故树法对加气站的火灾爆炸危险进行分析;提出事故预防措施;研究并提出CNG加气站安全监控系统的结构和功能设计方案。CNG加气站安全监控系统在对加气站危险有害因素进行辨识、分析和评估基础上,确定需要进行监测的安全相关信息;通过对加气站运行过程中安全状态信息的智能分析,实现事故预警及联锁控制等功能,控制和消除事故风险,预防重大事故的发生;同时系统可以直接纳入应急指挥平台,为应急救援提供详实而准确的现场信息,服务于事故应急救援的科学决策。     

CNG加气站危险性分析及事故预防措施研究

本文首先研究提出了国内外CNG加气站的一般组成结构，即调压计量系统、净化干燥系统、气体压缩系统、压缩天然气储存系统、控制系统和售气系统6个子系统；接着对近几年发生的加气站事故进行统计与分析，指出了加气站易发生事故的关键部位一售气系统、高压储气系统和CNG压缩系统；然后对CNG加气站的常见危险有害因素进行了辨识与分析，即高压、易燃易爆、易泄漏、点火源众多等；最后根据辨识结果，研究提出了建设安全监控预警与事故应急综合管理系统等具体事故预防措施。     

基于无线局域网(WLAN)的油田安全监控系统研究

针对油田监控对象具有点多、面广、跨区域的特点,指出对油田进行无线监控的必要性,并对6种常见的无线通信手段的特点进行比较;根据油田安全监控的业务需求,提出基于WLAN技术的油田安全监控系统硬件结构和软件功能设计方案;并结合工程实施案例介绍系统中无线设备的选型、安装和防雷接地等方面的工程问题。该研究成果实现油田的安全监控预警,减少或避免事故发生的可能性,有利于提高油田安全管理的科学性,具有实用推广价值。     

村镇路网通达性与空间出行研究——以武汉市李集镇为例

道路网络是乡村地区社会经济发展的基础。综合道路网络分析和通达性分析方法，构建路网密度、公路可达性、接近中心性、直达性等指标研究了武汉市李集镇村镇范围内各行政村路网通达性空间格局，并结合农户调查将路网通达性与村民空间出行进行关联分析。结果表明：（1）境内部分行政村道路密度低、断头路较多，导致局部地区通达性较差；（2）受地理区位和公路覆盖两方面因素影响，境内行政村接近中心性呈现出明显的核心-边缘分布模式；（3）高等级道路覆盖不足，未能形成完善的路网体系，极大限制村民的对外出行效率、出行范围，显著影响居民出行满意度，并阻碍地区农业机械化推广和农业产业规模化发展。最后，结合路网通达性特征和居民出行需求，提出李集镇道路网络整治建议，研究结果对完善农村地区道路体系研究、指导新农村建设有一定意义。