季铵化纳米SiO2-N+@PCMS荷电改性正渗透复合膜及其对四环素的分离性能

通过化学法合成叔胺化纳米SiO₂（SiO₂-N）和聚对氯甲基苯乙烯（PCMS）,利用SiO₂-N中的叔胺基与PCMS中的氯甲基反应,生成大分子季铵化纳米SiO₂（SiO₂-N⁺@PCMS）,通过进一步与聚偏氟乙烯（PVDF）共混,以相转化法制备纳米荷电改性的PCMS/PVDF支撑底膜,进而采用界面聚合法制备正渗透（FO）复合膜.采用红外光谱、扫描电镜、zeta电位计和接触角测定仪等对支撑底膜和FO膜表面的化学结构、形貌、荷电性和亲水性等进行了分析,并通过正渗透装置对膜的分离性能进行了测试.结果表明该改性正渗透膜具有较好的荷正电性能,且随着SiO₂-N的加入可以有效提高正渗透膜的亲水性和分离性能,添加2 %的SiO₂-N改性正渗透膜的纯水通量最高可达到22.76 L·m^-2·h^-1,对四环素的截留率可达到98.5 %,经3次水-四环素-水循环过滤后,纯水通量恢复率仍然可达到90.1%.     

基于改进偏最小二乘法的近红外快速分析强化生物除磷污泥胞内PHA

聚β羟基烷酸酯(PHA)是强化生物除磷系统中颗粒污泥胞内重要碳源和能源,其快速测定对强化生物除磷机理研究有重要意义. 采用Savitzky-Golay平滑法(SG)-多元散射校正法(MSC)对污泥的近红外光谱进行预处理,通过改进的偏最小二乘法(iPLS、siPLS、biPLS)建立污泥样品近红外光谱与PHA含量的定量分析模型.结果表明,SG-MSC预处理减弱噪声和背景等表面因素对光谱的影响,采用联合区间偏最小二乘法(siPLS)将全光谱等分为30个子区间, 联合子区间[13 21 24 29]建立的模型预测效果最优,其交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.2018和0.3120,校正集和预测集相关系数分别达到0.9925和0.9391,该光谱区段与PHA分子结构中C-H的伸缩变形、弯曲振动和C=O的伸缩振动密切相关. 改进偏最小二乘有效地优化光谱建模区域,提高模型预测能力,实现污泥胞内PHA含量的快速定量分析.     

基于最小一乘准则求解矿井通风机性能曲线

在处理矿井通风机实测数据时,传统的拟合算法很难得到最佳的拟合曲线,曲线精度不高,难以反映实际情况。针对这一问题,提出了最小一乘法求解矿井通风机性能曲线,以零偏差点个数、零偏差点比率、总偏差、平均偏差和偏差率作为评估拟合通风机性能曲线的精度指标。通过对现场实测通风机数据进行三次多项式拟合,结果表明:最小一乘法拟合的曲线方程出现了多个零偏差点,减少了异常点对曲线方程的影响,具有更高的精度。     

基于生物化学性质的固体废物厌氧降解特征参数

为了更简便有效地预测固体废物的厌氧降解参数,通过代表性单组份废物的生物化学甲烷潜力实验,研究了甲烷产生潜力,降解速率和碳贮藏因子这3种厌氧降解参数与生物化学性质的关系.结果表明,通过因子分析,可用多糖、蛋白质、脂肪和木质素4种成分替代C、H、N、多糖、蛋白质、脂肪、半纤维素、纤维素和木质素9种成分;再通过偏最小二乘回归数值分析,在厌氧降解参数与多糖、蛋白、脂肪、木质纤维素之间建立线性关系.结果表明,脂肪和多糖含量越高,甲烷产生潜力和降解速率就越大;木质素含量越高,则碳贮藏因子越大.蛋白质含量的增加会导致甲烷产生潜力的减小.研究建立的线性方程可为预测固体废物厌氧降解参数提供一种新的方法.     

油茶果壳改性生物炭吸附性能及其耦合淹水对土壤Cd形态影响

研究选取湖南典型农业废弃物油茶果壳为原材料,尝试采用Na₂SiO₃溶液浸泡油茶果壳粉末方法,制备改性生物炭（MBC）,并开展不同生物炭材料对溶液中镉（Cd）的吸附与其耦合淹水对土壤中Cd的活性阻控性能研究.用扫描电镜（SEM）、比表面积测试（BET）和傅里叶红外光谱（FTIR）等表征手段对生物炭的物理化学性质进行分析.结果显示,MBC相比未改性生物炭（BC）拥有更大的比表面积与更加丰富的官能团种类,且对溶液中Cd²⁺具有更强的吸附能力.土壤淹水实验结果表明,淹水可使土壤pH值升高,同时降低酸可溶态Cd组分含量,且随着淹水时间的延长,土壤酸可溶态Cd含量呈逐渐向残渣态转化趋势,而生物炭添加耦合淹水比淹水对照处理能明显进一步促进可溶态Cd向残渣态转化,降低酸可溶态Cd含量.酸可溶态Cd组分含量与生物炭的添加量呈显著负相关关系,淹水60 d时,5.0%添加量的MBC实验组土壤酸可溶态Cd含量约为0.33 mg·kg^-1,相比仅淹水的对照处理降幅约为45.0%.综上可知,硅酸钠溶液改性油茶果壳生物炭是一种Cd污染水土和土壤治理的新型有效材料,研究结果同时为油茶果壳的资源化途径提供了方法参考.     

偏肿拟栓菌共代谢降解芘条件的优化

为提高中国东北土著白腐真菌偏肿拟栓菌(Pseudotrametes gibbosa)对高分子量多环芳烃芘的共代谢降解效果,通过正交试验研究了共代谢基质、接种量、装液量及2,2￠-连氮-二(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)的最佳配比,同时采用浓度梯度法考察芘的初始浓度对偏肿拟栓菌共代谢降解芘的影响.结果表明,偏肿拟栓菌Pseudotrametes gibbosa共代谢降解芘的最佳培养基为:麸皮浓度为20g/L,接种量为3片直径为10mm的菌片,装液量为50mL,不加ABTS,在该培养条件下,酶活可达53.41U/mL,对芘的降解率达到88.8%.初始浓度小于10mg/L的芘对菌体产酶有一定的促进作用,大于10mg/L时抑制漆酶的分泌,同时菌体对初始浓度小于90mg/L芘的降解率在22.24%~93.54%之间.     

基于UD-PLS对牛粪堆制Cu和Zn钝化预测模型的研究

选取钝化材料木醋液和影响堆肥质量的关键因素:含水量和C/N,每个因素安排6个水平,利用均匀设计进行多因素多水平试验,对试验结果进行偏最小二乘回归分析,建立对重金属的钝化预测模型.结果表明:木醋液添加比例为0.50%、含水量为40%和C/N为40时,Cu和Zn的钝化效果均达到最大值,分别为13.5%和30.2%;其中重金属Cu的钝化预测模型为 ,其中交叉有效性为 ,模型达到精度要求;重金属Zn的钝化预测模型为 ,其中交叉有效性为 ,模型达到精度要求.针对多因素多水平的复杂堆肥系统中,将均匀设计与偏最小二乘法有机耦合,有效地解决了试验次数多、因素间多重相关性的问题,从而使模型精度和实用性都得到提高.     

基于连续半偏减法集对势的区域旱灾风险评估方法

为更详细、准确地挖掘旱灾风险评估中评级标准与评价等级之间确定性与不确定性之间的关系信息,在五元半偏减法集对势的基础上提出连续半偏减法集对势,构建了区域旱灾风险评估的连续半偏减法集对势模型,并应用在1999—2005年济南市脆弱性因子的诊断和旱灾风险等级评价中。结果表明：济南市旱灾风险等级评价基本处于2～3级之间,处于轻中险的状态,其中1999年旱灾风险等级最高,达到3级;通过子系统联系数的计算,识别出适应性子系统得到很大的提高,敏感性子系统稳定、变化较小,危险性子系统态势较好、处于均势与同势之间。     

萃取法从粉煤灰生产Al_2O_3废水中回收偏硅酸钠

采用由C_1~C_4低碳醇组成的复配萃取剂萃取回收粉煤灰生产Al_2O_3废水(脱硅液)中的偏硅酸钠,在提取产品偏硅酸钠的同时回收脱硅液中的碱。直接进行萃取时偏硅酸钠易流失,萃取剂用量大,回收成本较高。将脱硅液浓缩后再进行萃取,萃取剂用量大幅减少,回收成本明显下降。将萃取剂成本与浓缩所需成本之和最低时的最佳浓缩比下、脱硅液与萃取剂体积比为1∶0.8时回收的偏硅酸钠干燥处理,干燥后的偏硅酸钠中Na_2O含量(w)大于20.5%,SiO_2含量大于20.0%,水不溶物含量小于0.05%,铁含量小于0.05%,白度大于70%,产品符合HG/T2568—2008《工业偏硅酸钠》标准。     

大气和废水中微量氯乙烯,偏氯乙烯的气相色谱分析

对大气和废水中的微量氯乙烯、偏氯乙烯,采用气相色谱法进行了定量分析探索试验。试验结果表明,选用10%氯代十八烷/6201红色担体为固定相,在柱温50℃下进行定量分析,可取得较为满意的结果:氯乙烯的回收率为80.2%-106.7%,偏氯乙烯的回收率为83.2%-104.3%。