Ultrasound pretreatment of filamentous algal biomass for enhanced biogas production

The filamentous alga Hydrodictyon reticulatum harvested from a bench-scale wastewater treatment pond was used to evaluate biogas production after ultrasound pretreatment. The effects of ultrasound pretreatment at a range of 10–5000 J/mL were tested with harvested H. reticulatum. Cell disruption by ultrasound was successful and showed a higher degree of disintegration at a higher applied energy. The range of 10–5000 J/mL ultrasound was able to disintegrated H. reticulatum and the soluble COD was increased from 250 mg/L to 1000 mg/L at 2500 J/mL. The disintegrated algal biomass was digested for biogas production in batch experiments. Both cumulative gas generation and volatile solids reduction data were obtained during the digestion. Cell disintegration due to ultrasound pretreatment increased the specific biogas production and degradation rates. Using the ultrasound approach, the specific methane production at a dose of 40 J/mL increased up to 384 mL/g-VS fed that was 2.3 times higher than the untreated sample. For disintegrated samples, the volatile solids reduction was greater with increased energy input, and the degradation increased slightly to 67% at a dose of 50 J/mL. The results also indicate that disintegration of the algal cells is the essential step for efficient anaerobic digestion of algal biomass.     

分段变速加载对含瓦斯突出煤力学特性影响试验研究

为探究采动应力变化对含瓦斯突出煤力学特性的影响，利用RLW-500G煤岩三轴蠕变-渗流试验系统，对新景矿含瓦斯突出煤进行了不同围压和瓦斯压力下的常规三轴和分段变速加载力学试验。结果表明:煤样在2种应力路径下的全应力应变曲线均可分为压密、线弹性、塑性变形、应力跌落和残余应力5个阶段；随着围压的升高或者瓦斯压力的降低，煤体在2种应力路径下的强度和弹性模量均增大；相较于常规三轴，煤体在分段变速加载路径下的强度普遍增大，峰值轴向应变、峰值环向应变绝对值和峰值体积应变绝对值也普遍增大，失稳破坏瞬间应力跌落和能量释放更加剧烈。Mohr-Coulomb强度准则仍然适用于分段变速加载条件下的含瓦斯突出煤，该研究对于认识煤与瓦斯突出的发生机制具有一定的指导意义。     

提高GPS定位精度的群调度滤波算法*

为解决现行安全生产科技领域中全球定位系统（GPS）/惯性导航系统（INS）融合系统容易产生较大时变误差的关键问题，满足GPS定位信号的精度和信号数据处理时间的要求，提出1种群调度滤波算法，通过实验仿真，分别与模糊算法、机器学习算法及卡尔曼滤波网络算法进行比较研究。结果表明:群调度滤波算法兼顾了定位精度与数据处理时间，具有较大优势，可在航空安全、船舶安全、应急监测、灾后抢险等安全科技领域广泛应用。     

三峡水库万州段沉积土粪便污染分析

为了探究三峡水库沉积土粪便污染情况,以万州段为例,在蓄水期采集了9个采样点的沉积土,分析了理化性质和微生物指标。结果发现,三峡水库万州段沉积土的pH为6.24～7.01,含水率为9.00%～25.70%,有机质质量分数为1.90%～3.70%,细菌总数为1.30×10~6～9.37×10~8 cfu/g,真菌总数为1.12×10~3～1.44×10~5 cfu/g,放线菌总数为8.33×10~4～8.85×10~8 cfu/g,总大肠菌群数为120～3 500MPN/g,耐热大肠菌群数为20～790MPN/g,大肠埃希氏菌数为20～210MPN/g。结果表明,三峡水库万州段沉积土受到了不同程度的粪便污染。总体而言,属于干流回水区或支流且位于江北、城市排污口下游的沉积土粪便污染较属于干流且位于江南、周围无排污口的沉积土严重。沉积土的理化性质与微生物指标基本没有相关性。但微生物指标之间基本可以相互印证,指示沉积土的粪便污染情况。     

原位洗脱技术对凉水河底泥中氮、磷释放特征的影响

为探讨新兴底泥原位修复技术—原位洗脱技术对城市河流凉水河底泥中氮、磷释放的抑制作用,于现场采集洗脱前后样品并设计室内静态模拟实验,分析了实验期间洗脱组和对照组上覆水中NH_4~+-N、NO_3~--N、TN、PO_4~(3-)-P、TP浓度和释放速率变化特征。结果表明:洗脱组释放第30天时,NH_4~+-N由底泥向上覆水中平均NH_4~+-N平均浓度为0.52 mg·L~(-1),较对照组下降了89.4%;PO_4~(3-)-P和TP平均释放速率较对照组降低了78.1%和83.0%,上覆水中TP平均浓度为0.22 mg·L~(-1),较对照组下降了68.1%。原位洗脱技术对底泥中NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P释放的抑制作用主要通过对有机氮、磷物质的削减和水-沉积物界面还原环境的改善来实现。     

新型铁碳微电解填料制备与除磷性能评价

针对传统铁碳填料处理污水活性低的问题,通过均质化-碳化-成型工艺制备新型铁碳微电解填料,采用SEM-EDS、XRD等方法对制备填料进行了表征,探讨了新型填料除磷机理;同时,开展了填料制备条件优化及生活污水除磷性能评价研究。结果表明,新型填料(Fe-C)由于焦油经高温碳化处理可在海绵铁表面及内部孔道形成大量铁碳微原电池,提高了电化学反应速率,其磷脱除率显著高于传统填料(Fe/C);在焦油/铁比(Tar/Fe)为0.3、碳化温度为950℃、恒温时间为0 min、黏结剂质量分数为30%、900℃焙烧90 min条件下,制备的填料除磷性能最佳,除磷效率达98%,可实现含磷废水达标排放。     

宜兴市典型道路灰尘(＜150 μm)组分中重金属污染特征及风险评价

粒径小于150μm道路灰尘是生态系统及人类健康风险的主要来源.本文于2016年11月采集宜兴市主城区10条典型交通道路灰尘样品,分析并评价150μm灰尘颗粒中Zn、Cu、Pb、Ni和Cr等5种重金属污染及风险水平.研究结果表明,宜兴市道路灰尘中重金属含量均高于当地土壤背景值,平均含量(mg·kg~(-1))大小依次为:Zn(408.2±108.0)Pb(263.3±582.4)Cr(161.7±77.1)Cu(128.0±43.4)Ni(90.2±32.4).地累积指数(I_(geo))表明,道路灰尘中重金属Zn和Cu为中-中/重度污染水平,Pb表现为中度污染水平,Ni和Cr则表现为无污染/中-中度污染水平.潜在生态风险指数(RI)表明,研究区域(宜兴市)大部分道路的灰尘中重金属对当地生态系统造成潜在中度风险,重金属Cu、Cr和Pb为潜在生态风险主要来源(85%).健康风险评价表明,道路灰尘中非致癌重金属对儿童可能构成潜在非致癌风险,对成人不造成非致癌伤害, Ni和Cr对暴露人群不会造成严重致癌危害.研究同时发现,宜兴市道路灰尘中重金属污染程度严重,亟需采取有效措施加以控制.     

水杨酸钠-次氯酸钠法海水氨氮快速检测方法研究

对水杨酸钠-次氯酸钠法测量海水氨氮化学分析条件进行了研究。通过正交实验对水杨酸钠-次氯酸钠法试剂配比进行优化,并确定了最佳试剂配比。同时,用水杨酸钠-次氯酸钠法和靛酚蓝法测量24个海水水样,测量结果无显著差异。在反应温度为35℃,反应时间为10 min时,用改进后的方法分别测量60、120μg/L的氨氮标准溶液,相对标准偏差分别为4.0%、2.8%,回收率分别为99.8%、100.8%。该方法试剂无毒、环保,操作简单、快速,可满足营养盐自动分析仪现场快速测量的要求,提高仪器的环境友好性。     

不同市场结构组合下稀土最优开采路径研究

本文从价格视角将我国稀土市场结构的变化历程划分为不同阶段,分别从理论和现实视角上探讨了在国际、国内都是完全竞争市场,国际市场垄断、国内市场完全竞争,国际市场完全竞争、国内市场垄断,国际、国内都是垄断市场条件下稀土最优开采路径及最优耗竭时间,并通过设定参数判断其相对大小关系。发现在一定的假设条件下,开采前期当国内和国际市场都是完全竞争时,稀土最优开采量是最大的;当国内和国际市场都是垄断时,稀土最优开采量是最小的;其他两种市场情况下稀土最优开采量居于中间,当国际市场是稀土的主要消费地时,国际竞争-国内垄断市场情况下稀土最优开采量大于国际垄断-国内竞争市场情况下稀土最优开采量,反之,国际垄断-国内竞争市场情况下稀土最优开采量大于国际竞争-国内垄断市场情况下稀土最优开采量。