无磷缓蚀阻垢剂CETSA的合成与缓蚀阻垢机理分析

针对工业循环水处理系统中使用磷系缓蚀阻垢剂带来的磷排放问题,以马来酸酐和3-巯基丙酸为主要原料,在催化剂作用下应用“一步法”合成S-羧乙基硫代琥珀酸(CETSA)无磷缓蚀阻垢剂,通过红外(IR)、核磁共振(13CNMR)等方法对其结构进行了表征.采用碳酸钙沉积法、旋转挂片法对CETSA的阻垢缓蚀性能进行评价,考察了加药量、水温、pH值、水流转速等对CETSA阻垢缓蚀性能的影响.结果表明,当加药量为110mg/L、循环水温度低于50℃、pH值为6～8、水流转速低于100 r/min时,CETSA对A3碳钢的腐蚀率小于0.25mm/a,最大缓蚀率可达61.3％,最大阻垢率达88.4％.CETSA是一种小分子多羧酸结构,其具有较高的缓蚀阻垢性能可能是因为与水中的钙镁离子发生了螯合,生成了稳定的络合物抑制结垢,同时非极性键、烷基等亲水基吸附于金属表面,电负性较高的O、S元素与Fe产生强吸附,形成的致密保护膜有效抑制了金属腐蚀.经测算,10％水剂的CETSA生产成本约为3 047元/t,总磷减排量可达3～5g/m3循环水排水.研究表明,CETSA可替代传统磷系缓蚀阻垢剂,适于电力、钢铁、化工、油田等行业的循环冷却水系统.     

饮用水中卡马西平的臭氧和二氧化氯降解研究

采用臭氧(O3)和二氧化氯(ClO2)2种消毒方式对饮用水中卡马西平(CBZ)进行氧化降解,考察了不同影响因素(pH值、温度)条件下的氧化动力学,并通过对CBZ降解副产物的确定推测了2种消毒条件下CBZ的降解途径.结果表明,序批式条件下O3和ClO2对CBZ的降解均遵循二级反应动力学.pH值的升高对CBZ的O3和ClO2降解有负面效果;在10 ～ 25℃范围内,温度对CBZ的O3降解速率常数影响较小,但CBZ的ClO2降解速率常数随温度升高显著升高.采用UPLC-Q-TOF-MS对CBZ的O3和ClO2降解前后样品溶液进行扫描,均检测到8种降解中间产物,2种氧化方式主要通过环化加成、亲电取代(羟基化和氯取代)及杂环上的重排等途径来实现对CBZ结构的破坏.     

纳米颗粒的危害及在水体中的去除研究进展

纳米颗粒具有独特的物理化学性质且种类较多,广泛应用于多个领域.在使用的同时,纳米颗粒不可避免地通过各种途径进入水环境中,进而对生物及人类造成危害.针对近来出现的纳米颗粒,介绍了其对环境的影响及在水体中的主要去除方法,并展望了水环境中纳米颗粒的研究方向.     

废石-尾砂高浓度料浆的流变特性及屈服应力预测模型

为了研究矿山粗骨料(废石)充填的新模式,达到矿山绿色生产的需求.首先在大量试验的基础上给出了粗骨料料浆的高浓度特征.其次对大红山铜矿的废石与尾砂进行级配分析,选用最优配比m(废石)∶m(尾砂)为6∶4进行流变试验,分析其流变特性.最后应用双因素方差法分析了水泥添加量与质量浓度对屈服应力的影响.结果表明,废石-尾砂高浓度料浆属屈服-假塑性体,水泥添加量对屈服应力的影响更显著,屈服应力与水灰比及骨料体积分数存在定量的关系.在此基础上,建立了屈服应力的预测模型,预测结果的误差在5％以内.     

基于粗糙集和IPA的煤矿生产物流系统安全影响因素分析

针对煤矿生产物流系统安全影响因素众多、各因素对煤矿安全影响作用复杂的问题,提出基于粗糙集和IPA定位分析法的煤矿生产物流系统安全影响因素分析模型。首先运用粗糙集属性重要度思想对煤矿安全影响因素进行排序,然后采用IPA定位分析法识别不同安全状态煤矿安全生产的制约因素,最后通过对河南义马煤业集团跃进煤矿进行实证分析验证模型的可行性。结果表明,各因素对煤矿安全影响的重要度由大到小排序为通风设施、通风安全监控、通风技术管理、排水设备配置、机电安全管理、排水技术人员配备(采掘关系)、采掘机械、排水机构设置、安全运输、应急救援、采掘技术管理,且对于不同安全状态等级的煤矿而言,制约其安全的主要因素也不相同。     

厌氧发酵连续运行中有机负荷与工艺参数相互作用研究

以餐厨垃圾为研究对象,在高温(55±1)℃条件下,采用连续湿式厌氧发酵技术研究发酵过程中进料有机负荷、日产气量、pH值、挥发性有机酸(VFA)质量浓度等参数的变化情况及相互作用关系.结果表明:厌氧消化过程中出现了4个阶段,即适应阶段、提高阶段、稳定阶段和超负荷阶段;反应达到稳定阶段时,反应器运行有机负荷为3.9 kg/(m3·d),系统pH值稳定在7.8左右,平均产气速率达到5.26L/d;负荷达到4.2 kg/(m3·d)时,对系统产生明显抑制作用.     

多溴联苯醚好氧降解菌GH10的筛选及降解特性研究

从污水处理厂活性污泥中筛选得到一株多溴联苯醚好氧降解菌,命名为GH10.根据菌株形态特征、生理生化特性、16S rDNA基因序列及系统发育树分析,鉴定为长野雷夫松氏菌(Leifsonia shinshuensis).该菌能够利用十溴联苯醚作为唯一碳源生长,它对十溴联苯醚的降解率用HPLC法测定.十溴联苯醚质量浓度为10～50 mg/L时,降解效果较好,在十溴联苯醚初始质量浓度为50 mg/L、温度为30℃、摇床转速为150 r/min的条件下避光培养5d,菌株GH10对十溴联苯醚的降解率可达到59.24％.降解十溴联苯醚的最适条件为温度30℃,pH值7.0,接种量10％,相同条件下添加外加碳源葡萄糖可提高其降解率到90.08％.通过对十溴联苯醚降解动力学的模拟发现,添加外加碳源葡萄糖可以将十溴联苯醚的半衰期从3.91 d缩短至1.45 d.     

温度对煤体坚固性系数的影响试验

为了研究煤体坚固性系数(f)随温度变化的规律,对f的测量试验装置进行了改进,然后在温度为-20-60℃时测定了若干组贵州煤样的f,并对温度为0～60℃时的数据进行了分析.结果表明,无论是突出还是非突出煤体的f均随温度升高而变小,随温度降低而增大,且呈线性关系;非突出煤样的f随温度变化的幅度往往大于突出煤样.研究表明,尽管f受温度影响较小,但当f接近现行的突出指标临界值0.5时,须根据井下煤层的环境温度测定其对应的f,才可将此时的f作为判断突出危险性的可信参数,否则容易误判.     

LNG船舶锚泊安全距离定量计算建模

为保障液化天然气船舶(LNG船舶)锚泊安全,提出了一种基于船舶漂移运动和船舶碰撞风险的锚泊安全距离计算方法.首先,结合船舶运动数学模型,通过蒙特卡洛模拟LNG船舶走锚漂移运动,得出走锚漂移方向概率密度函数,从而确定船舶走锚漂移横向、纵向距离;同时,结合船舶碰撞概率模型、船舶碰撞损害模型和LNG火灾模型,建立LNG船舶碰撞风险模型,确定满足碰撞概率和风险可接受的安全距离.最后,比较两种模型计算结果,并取其较大值作为LNG船舶锚泊安全距离.结果表明,LNG船锚泊安全距离不仅与环境水域的风、流情况有关,还与附近水域内船舶大小及速度有关.建议交通管理中需结合水域环境特征和水域船舶特点确定LNG船舶的锚泊安全距离.     

基于地电场数值模拟的边坡软弱层稳定性评价

为解决露天采场边坡失稳带来的巨大安全隐患问题,以鞍本地区铁矿露天采场为例,在分析高密度电阻率法基本原理、探测系统和正反演原理的基础上,测定了研究区内主要岩矿体电阻率,据此建立了基于地电场数值模拟的层间软弱层稳定性评价模型。温纳和偶极装置工作下,设定的地电模型正演模拟和反演计算结果表明,电阻率异常特征准确地反映了软弱层的稳定性状态,地电场分布特征与模型设定结果基本吻合。评价实例和钻探验证结果表明,模型可准确评价层间软弱层的稳定状态,取得了良好的实际效果。