基于FA-BAS-ELM的海洋油气管道外腐蚀速率预测

为提高海洋油气管道外腐蚀速率预测的精度和效率,建立基于因子分析(FA)和天牛须搜索算法(BAS)的极限学习机(ELM)腐蚀速率预测模型。利用FA对影响因素数据集进行降维处理,确定预测模型的输入变量;建立ELM预测模型,并采用BAS对ELM模型的参数进行优化,避免参数取值随机性对模型预测性能的影响;以实海挂片试验为例,通过建模仿真评价模型的预测性能,并与其他模型进行对比分析。结果表明：FA-BAS-ELM预测模型的平均绝对误差(MAPE)仅为1.92%,决定系数R²高达0.994 9,相比于其他模型,该模型具有更优的预测性能。     

典型LNG加气站泄漏事故模拟及探测覆盖率研究

为研究液化天然气(LNG)加气站发生泄漏后造成的事故后果及现有可燃气体探测器覆盖率是否满足要求,采用FLACS三维模拟软件模拟典型LNG加气站槽车及卸车管道、储罐、加气机单元,发生泄漏后火灾热辐射、爆炸超压造成的事故影响范围,评估现有可燃气体探测器对所发生泄漏的探测覆盖情况。研究结果表明：LNG槽车、LNG储罐发生50 mm泄漏,站房及加油区域靠近LNG储罐处热辐射可达25 kW/m²,辐射强度导致附近人员伤亡;LNG撬装及加油机附近最大爆炸超压超过20 kPa;通过可燃气体探测器覆盖率评估得出LNG加气站接卸软管向西、向南方向发生泄漏,无有效探测途径。     

干旱区2种猪毛菜萌发过程对水盐胁迫的生态响应

在实验室内模拟研究的基础上,运用生理生态学的原理,研究了水盐胁迫对钠猪毛菜(salsola nitraria)和散枝猪毛菜(salsola brachiata)种子萌发的影响,结果显示,钠猪毛菜与散枝猪毛菜种子萌发的最适温度分别为25 ℃和15 ℃.在盐溶液和PEG溶液中,2种种子的萌发规律相似,即随着水势的降低,萌发率和萌发速率下降.在盐胁迫下钠猪毛菜和散枝猪毛菜种子萌发的最低水势接近-7.2 MPa;在水分胁迫下2种种子萌发的最低水势均未超过-2.0 MPa,其中,钠猪毛菜种子表现出较强的耐水分胁迫能力.在相同水势条件下,PEG对2种猪毛菜种子萌发的抑制程度显著大于等渗NaCl,说明渗透胁迫是影响2种植物种子萌发的主要因素.     

不同填充率短程硝化泥膜MBBR微生物特征分析

移动床生物膜反应器（MBBR）被广泛应用于污水厂的提标改造,而短程硝化是当前众多新型脱氮工艺的关键环节,研究短程硝化泥膜混合MBBR系统可为污水厂脱氮工艺的升级奠定基础。填充率作为MBBR的重要工艺参数,极大地影响系统的运行效能。试验在4个MBBR泥膜混合系统中（填充率分别为100%、75%、45%、15%）,开展了长达224 d的短程硝化运行研究。结果表明：在填充率为45%的系统中,亚硝酸盐积累率较为稳定达到99.42%,平均氨氧化速率较高为16.62 mg/(L·h)。微生物特征分析显示,在门水平,变形菌门、惰杆菌门和绿弯菌门等在各个系统中为优势菌门。在属水平,好氧氨氧化菌的优势菌属为Nitrosomonas,其在填充率为45%的反应器内占比最高,在絮状污泥和生物膜上分别占比24.67%、30.73%。研究检测出亚硝酸氧化菌的优势菌属为Nitrospira,其在各反应器中占比较低,说明亚硝酸氧化菌被有效抑制。     

菌粉、生物质复合改良紫色土对Cr(Ⅵ)吸附的影响

为了提升紫色土对Cr(Ⅵ)的吸附固定效果,该文采用10%(质量比)的生物质和酵母菌粉对碱性、中性和弱酸性紫色土进行改良,批处理法研究各改良土样对Cr(Ⅵ)的等温吸附特征,并对比不同温度、pH值和离子浓度下的吸附差异。结果表明,不同改良紫色土对Cr(Ⅵ)的吸附均适合Langmuir模型描述。Cr(Ⅵ)的最大吸附量(q_m)保持在99.66～283.63 mg/kg之间,q_m表现为菌粉改良>菌粉和生物质复合改良>生物质改良>未改良。相同改良条件下,q_m随土壤pH的升高而降低。随着pH值的升高,各改良紫色土对Cr(Ⅵ)的吸附量均呈现下降的趋势,pH=2时最佳。供试改良紫色土对Cr(Ⅵ)的吸附量均随着离子强度的增加先增大后减小,以0.05 mol/L最佳。温度升高有利于各改良紫色土对Cr(Ⅵ)的吸附。热力学参数表明各改良紫色土对Cr(Ⅵ)吸附均为自发、吸热和熵增过程。     

植物与微生物协同净化黑臭水体的脱氮性能

该研究通过在室内模拟黑臭水体,建立苦草和梭鱼草独立与混合生态浮床,研究微纳米曝气条件下植物和微生物协同净化黑臭水体的脱氮性能和微生物群落结构特征,并探讨黑臭水体脱氮性能与微生物群落之间的关系。结果表明,苦草组、梭鱼草组和混合组对氨氮的平均去除率为97.83%、98.18%、98.33%,对总氮的去除率为62.38%、72.24%、62.27%,三者都高于对照组。植物对氨氮和总氮的去除不明显,水体微生物和生物膜微生物的硝化和反硝化作用是脱氮的主要途径。第12天、第31天水体和定植棉生物膜的微生物群落的优势门为变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和Dependentiae菌门;优势的黄杆菌属、气单胞菌属、假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、红杆菌属等都属于异养硝化-好氧反硝化细菌。定植棉生物膜的物种数、Chao1指数、Shannon指数都明显高于第12天和第31天的水体微生物群落,水体微生物和种植棉生物膜的优势菌属和群落结构存在一定的差异。实验后期,化学需氧量浓度是影响水体脱氮效果的重要因素。     

嗜酸菌好氧-厌氧耦合溶解浸出副产物研究

覆盖型副产物原位控制是微生物湿法冶金技术的难点问题之一。论文通过搭建“中空纤维膜-好氧柱浸”组合反应器,研究氧化亚铁硫杆菌在“好氧-厌氧”耦合循环过程对浸出副产物的控制效果。实验结果发现,对于废旧印刷线路板,经过“好氧-厌氧”耦合过程原位去除浸出副产物后,二次好氧浸出铜浸出率由单次28.6%提高到了44.8%;对于黄铜矿尾矿,经过“好氧-厌氧”耦合过程原位去除浸出副产物后,铜浸出率由16.7%提高到了19.0%。浸出过程中,厌氧阶段能将浸出副产物原位溶解,并将副产物中Fe(Ⅲ)还原为溶解态Fe²⁺。研究结果表明,通过将好氧浸出与厌氧还原溶解过程耦合,氧化亚铁硫杆菌能原位去除浸出副产物,实现浸出过程中铁离子的封闭循环,并在一定程度上提高废旧印刷线路板浸出效率,可为微生物湿法冶金工程提供技术参考与借鉴。     

厌氧氨氧化细菌铜氧化酶异源表达及酶学分析

厌氧氨氧化细菌是在地球生物氮循环过程中具有重要意义的一类微生物,利用其脱氮性能发展的厌氧氨氧化工艺是目前最具前景的污水生物脱氮技术,但是厌氧氨氧化细菌对环境变化敏感限制了实际工程的应用,因此有必要研究参与厌氧氨氧化细菌应激机制的功能蛋白。铜氧化酶是细菌中参与细胞应激反应的一类蛋白,能够帮助细菌抵抗多种因素(如过氧化物、金属离子等)对细胞的侵害。该研究克隆了来自厌氧氨氧化细菌的铜氧化酶基因,并将其转入大肠杆菌BL21(DE3)中过量表达,培养温度30℃,异丙基-β-D-硫代半乳糖苷终浓度0.2 mmol/L为最佳诱导条件。对以包涵体形式存在的铜氧化酶进行纯化,经10%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,得知目的蛋白分子质量约为35 kD。优化了铜氧化酶的复性条件,获得了具有漆酶活性的目的蛋白,针对漆酶底物2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐的最适pH值是3,最适温度是35℃,在最适反应条件下,K_m为1 538.91μmol/L,V_max为17.76μmol/(L·min),k_cat为1.09 s^-1     

新型好氧连续流反应器对活性污泥颗粒化的研究

文章设计了沉淀一体式低高径比反应器(UOSB)耦合二沉池的连续流系统(UOSB-ST),对反应器内污泥筛选和机械搅拌剪切对污泥颗粒化效果和效力进行了研究。结果表明,当提供的表观气体流速为0.31 cm/s的曝气(剪切)时,反应器内接种絮状污泥的污泥体积指数(SVI₃₀)可由95 mL/g(第1天)下降至74.94 mL/g(第20天),污泥平均粒径由67.61μm增大到173.9μm,沉降速度达10～27 m/h,分形维数D₂为1.995 8,D_pf为1.069 5,污泥结构密实、表面光滑且规整,颗粒化效果显著。继续运行至第25天,丝状菌开始在颗粒污泥表面生长,导致污泥SVI₃₀迅速上升至252.87 mL/g。此时向反应器施加转速为300 r/min的机械搅拌增加水平剪切,短期内促进了污泥的聚集和沉降性的改善(第55天SVI₃₀为41.67 mL/g,污泥平均粒径为250.69μm),污泥的优势菌群为反硝化菌属和有利于EPS分泌的菌属。研究表明,连续流系统中水力选择作用(倒置...