膜生物反应器工艺联合曝气系统的可行性研究及工程实践

针对目前膜生物反应器(MBR)工程中曝气系统设计与控制方面存在的问题,提出将膜池与生物池曝气管连通并联合调控的工程改造方案,以实现节能降耗的目标。以某实际MBR工程为对象,分别基于伯努利方程和Fluent软件进行计算、模拟和分析,对工程改造方案的可行性、管路与设备等选型进行了研究。结果表明,提出的改造方案是可行的,工程应采用DN250连通管,采用手动蝶阀作为降压阀、电动蝶阀作为调控阀联合工作,可以满足控制需求。据此进行工程改造,系统试运行正常并可以节约14%的能耗,对类似工程设计和改造具有指导意义。     

基于好氧反硝化反应器的海水脱氮性能及动力学特征

以去除海水循环水养殖系统中硝酸盐(NO3--N)为目的,通过接种好氧反硝化细菌的方式构建海水好氧反硝化反应器,对其反硝化脱氮性能和动力学特征展开研究。研究结果显示,好氧反硝化反应器完成挂膜需要15 d。在有氧条件下,反应器对NO3--N浓度为30~150 mg·L-1海水具有良好的反硝化性能,NO3--N的去除率达到90%以上。批次实验结果显示：好氧反硝化过程呈现阶段性,NO3--N在整个过程中可被高效去除;NO2--N积累最大值随初始NO3--N浓度的增大而增大,且初始NO3--N浓度越高,NO2--N完全去除所需时间越长。采用Monod方程的微分方程模型,能够很好地拟合反硝化过程中NO3--N、NO2--N的变化趋势。该好氧反硝化反应器具有良好的脱氮性能,为解决循环水养殖系统NO3--N积累问题提供了新的思路。     

基于调控存储位点实现甲苯的“存储-原位氧化”循环净化

“存储-原位氧化”循环净化气态污染物 (VOCs) 的方法是利用存储材料对VOCs的选择吸附,在室温先将VOCs富集并存储在催化剂上。当存储饱和后,通过升温使催化剂催化氧化活性提高,短时间内将存储的VOCs完全氧化为CO₂和H₂O,使得催化剂得以原位氧化再生。选择分子筛材料用于“存储-原位氧化”循环净化甲苯的关键问题是：大部分的甲苯以物理吸附的形式存储于分子筛催化剂的孔道中,脱附温度低,导致原位催化氧化过程中甲苯未被氧化前就脱附逃逸,造成二次污染。以不同银负载量的Ag_x/β-25催化剂作为研究对象,利用XRD和UV-vis对分子筛催化剂表面Ag物种的存在状态进行识别。将Ag物种状态与甲苯程序升温脱附结果定性关联,明确了甲苯在不同状态的Ag物种上的存储强弱。位于离子交换位上的Ag⁺与甲苯键合最强,其次为Ag_n^δ+团簇,键合最弱的为金属银粒子。通过控制存储时间,可调控甲苯在Ag_x/β-25催化剂上的存储位点,使甲苯优先选择吸附在位于离子交换位上的Ag⁺或Ag_n^δ+团簇上,当脱附温度高于氧化温度,即可实现低浓度甲苯的“存储-原位氧化”循环再生净化。通过该研究,可初步得出调控分子筛表面存储位点强弱的方法,并构建适宜的催化剂,为指导设计低浓度甲苯脱除的双功能催化材料提供参考。     

烟草废弃物中烟碱生物调控的研究进展

大量未能及时处理的烟草废弃物不仅导致烟碱污染日益严重,同时也是可利用资源的浪费.烟碱的生物调控是指利用微生物的矿化作用将烟碱降解为羧酸和氨基酸等低害或无害物质的过程,与传统烟碱调控技术相比具有降解效率高、降解产物好等优点.介绍了烟碱的危害及污染来源,汇总了目前可用于降解烟碱的微生物种类,分析了微生物降解烟碱的主要代谢途...     

盐龙湖水源生态净化系统FG和MBFG演替特征及水质响应性评价

为探究水源生态净化系统水质净化及浮游植物控制效能,并评价FG(functional group,FG)和MBFG(morphology-based functional group,MBFG)两种功能群对水源生态净化系统内部环境以及水质响应的有效性,于2018年夏季对盐龙湖生态净化系统各单元出水水质和浮游植物功能群进行监测分析.结果表明,盐龙湖生态净化系统能够有效净化水质,进水总磷、总氮、溶解氧和浊度的平均值分别为0.20 mg·L^-1、 1.91 mg·L^-1、 2.88 mg·L^-1和60.23 NTU,经系统处理后分别为0. 09 mg·L^-1、 0.95 mg·L^-1、 6.26 mg·L^-1和39.53 NTU.同时,系统内部水质的空间分布具有异质性,其中溶解氧(DO)、酸碱度(pH)和浊度的空间差异显著(P<0.001).盐龙湖生态净化系统在出水处于轻度富营养状态下仍能够有效控制浮游植物密度(4.42×10⁵～4.3...     

页岩气开采往复式压缩机管路系统气流脉动优化与结构振动安全评价

页岩气开采往复式压缩机管路系统长期受到气缸排出的高压脉动气体冲击载荷，引发受迫振动，严重影响开采效率与人员安全。针对脉动最为剧烈的二级排气管路，运用有限元仿真方法，分析气流脉动超标情况，掌握气流脉动变化规律，采用正交试验方法，开展气流脉动优化研究，掌握了不同孔板孔径比对管路系统气流脉动的影响规律。结果表明，缓冲罐出入口管道孔板孔径比分别为0.4与0.45时，管路系统气流脉动抑制效果最优。据此，结合气流脉动周期性激励特点，建立了管路系统结构动态振动仿真模型，采用双向流固耦合方法，评价管路系统振动安全性能。优化后管路系统气流脉动幅值仅为API 618标准的18.50%,相比原模型减小了87.98%,且优化后管路系统振动安全，数值模拟与现场试验最大误差为振动位移误差12.14%,符合工程误差要求。     

基于原位调控的排水沟渠深潭氮磷滞留实证研究

为检验小河流氮磷营养盐滞留中深潭地貌作用，在合肥市境内两条源头排水沟渠，开展深潭容积和水深的土袋原位调控实验，并利用示踪实验和模型模拟技术，估算了调控前后深潭渠段的暂态存储潜力和氮磷滞留能力.结果表明：土袋调控情形下，板桥河支流深潭渠段F_med²⁰⁰下降85.42%,A_s/A比值降幅达43.49%；二十埠河支流F_med²⁰⁰下降82.67%～89.36%,A_s/A比值降幅达31.59%～39.78%，表明两条排水沟渠暂态存储潜力显著下降.与空白对照情形相比，板桥河支流深潭渠段NH₄⁺吸收长度S_w增幅达18.38%,PO₄^3-增幅达201.38%；二十埠支流源头NH₄⁺增幅为15.91%～19.92%,PO₄^3-增幅为7.05%～24.40%，意味着深潭容积减小、...     

基于产业结构视角的区域生产安全异质性分析

为明确我国各区域间生产安全状况的差异及其原因，根据2005—2019年的国内省级面板数据，分析近15年中国31个省(市自治区)的生产安全状况和产业结构水平，利用基于Driscoll Kraay标准误的双向固定效应估计模型，研究全国整体及4大经济区层面，各区域产业结构合理化和产业结构高级化对生产安全状况的影响。研究结果表明：不同经济水平和工业特征下，产业调整对生产安全状况的影响具有区域异质性，对东部、中部、西部地区起到改善作用，伴随产业合理化水平提高，东北地区事故风险上升。产业结构的优化升级有助于改善生产安全状况，通过加强区域间产业合理化和高级化的协同作用，因地制宜调整产业结构，能够促进区域生产安全和高质量经济的并行发展。     

人员安全帽佩戴轻量化检测方法研究

为有效减小安全帽检测算法的计算复杂度，并提高算法对于小目标的检测精度，提出一种基于Pytorch深度学习框架的轻量化安全帽检测模型。使用轻量化网络设计减小模型的计算量；设计可变形双向聚合网络提高模型对检测对象尺度和形状多样性的适应能力，优化对小目标的检测效果；通过网络收集的施工现场图像验证安全帽检测算法的检测效果。与已有安全帽检测算法相比，该方法检测精度有明显提高、模型参数量显著下降，并以137帧/s的速度运行。可变形双向聚合网络利用深层语义特征和浅层细节特征，并自适应调整感受野，可以适应不同形状和尺寸的检测对象，提高检测精度。     

掘进面风流监测及适应性智能调控系统研制

针对目前掘进面通风系统因无法对风流进行实时监测及适应性动态调控而造成的瓦斯与粉尘聚集严重等问题，研制出了风流监测及适应性智能调控原型系统来优化风流场分布。通过对掘进面风流监测及出风口风流适应性智能调控方法和系统实现的整体架构进行分析，基于流场相似与模化理论对掘进面进行了相似还原设计，确定了风速、瓦斯及粉尘隐患监测点位置，完成了基于ZigBee及GPRS技术的数据采集及传输架构，利用PLC控制技术实现了风流智能调控装置的动态调控，并研发了上位机系统。以柠条塔矿S1202掘进面为对象，对研制的风流监测及适应性智能调控原型系统进行了测试，结果表明：出风口距迎头5 m时，司机位置与回风侧行人呼吸带高度平均粉尘质量浓度分别降低了48.94%和34.36%,平均瓦斯体积分数降低了41.18%;出风口距迎头10 m时，司机位置与回风侧行人呼吸带高度平均粉尘质量浓度分别降低了38.04%和41.36%,平均瓦斯体积分数降低了43.02%,验证了风流适应性智能调控的可行性。